JPH06112037A

JPH06112037A - 永久磁石の固定方法

Info

Publication number: JPH06112037A
Application number: JP26176092A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kamimura; 正上村; Shigeo Takita; 茂生滝田
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】切削加工を行わず簡単な方法で、被固定部位
に永久磁石を固定することができる永久磁石の固定方法
を提供する。【構成】粉末冶金法により焼結成形した磁石材料１
に、これが破壊することなく且つこれに亀裂が生じる程
度の圧縮力Ｆを負荷し、亀裂Ｃの発生した磁石材料１を
被固定部位１２ａ，２２ａに当接させた後、この磁石材
料１の亀裂に溶融させた固着材料１３を注入して固化さ
せるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は永久磁石の固定方法に係
り、特に粉末冶金法により焼結成形した永久磁石の固定
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、永久磁石をその磁気を利用した搬
送用装置等に適用する場合、以下のような方法で装置に
固定していた。

【０００３】まず、第１の固定方法としては、着磁前の
グリーンな状態の磁石用材料にドリル穿孔等の切削加工
により貫通孔を穿設し、加工後着磁して永久磁石を作製
した後、上記貫通孔にボルトを挿通させて当該永久磁石
を固定する装置にボルト締結していた。

【０００４】また、第２の固定方法としては、永久磁石
とこれを固定する装置との間に所定の隙間を形成し、こ
の隙間に、例えば、半田等の低融点材料を流し込んで固
化させることにより当該永久磁石と装置とを固定してい
た。

【０００５】さらに、第３の固定方法としては、永久磁
石を固定する装置側に鉄系の金属材料を設け、この固定
側金属材料に磁石自体の磁力によって永久磁石を固定し
ていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の永久
磁石の固定方法には、以下のような問題があった。

【０００７】まず、第１の固定方法にあっては、着磁前
の磁石用材料に切削加工を施している。しかし、永久磁
石がＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系やＳｍ−Ｃｏ系等の希土類元素を
含む高性能磁性材料からなる場合、非常に脆いため、そ
の切削加工性が極めて悪い。従って、このような材料の
切削加工を行う場合、特殊な工具や条件が必要になり、
加工コストが増大するという問題があった。

【０００８】また、第２の固定方法にあっては、永久磁
石とこれを固定する装置との間に所定の隙間を形成して
いる。しかし、適切な隙間を設定するためには、治具が
必要になったり、又、永久磁石や装置の切削加工が必要
になる。このように切削加工が必要になると、上記第１
の固定方法と同様に、切削加工性の悪い材料の存在が問
題になり、特に、装置側の加工を行わなければならない
場合には大幅に加工コストが増大するという問題があっ
た。

【０００９】さらに、第３の固定方法にあっては、固定
側金属材料に磁石自体の磁力によって永久磁石を固定し
ている。しかし、磁力による固定はその当接方向には強
い固着力を得ることができるが、その剪断方向には固着
力が弱く、容易に位置ずれを生じるという問題があっ
た。

【００１０】上記課題に鑑み、本発明の目的は、切削加
工を行わず簡単な方法で、被固定部位に永久磁石を固定
することができる永久磁石の固定方法を提供するにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明に係る永久磁石の固定方法は、粉末冶金法により焼
結成形した磁石材料に、これが破壊することなく且つこ
れに亀裂が生じる程度の圧縮力を負荷し、亀裂の発生し
た磁石材料を被固定部位に当接させた後、この磁石材料
の亀裂に溶融させた固着材料を注入して固化させるよう
にしたものである。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、粉末冶金法により焼結成形
した磁石材料には、これが破壊することなく且つこれに
亀裂が生じる程度の圧縮力が負荷されている。この場
合、圧縮変形速度を制御しながら、均一に圧縮力を負荷
することが望ましい。このように上述した程度の圧縮力
が均一に負荷されると、上記磁石材料は普通鋼に似た挙
動を示し、その圧縮面には放射線状の亀裂が発生する。

【００１３】そして、この放射線状の亀裂の発生した磁
石材料は、これを固定する装置の被固定部位に当接され
る。その後、この磁石材料の放射線状亀裂に、溶融させ
た固着材料が注入され、該固着材料が固化される。する
と、磁石材料は上記固定部位と一体化されることにな
る。このように固定する磁石材料に予め亀裂を発生させ
ることにより、切削加工を行う必要がなく、簡単な方法
で被固定部位に永久磁石が固定されるものである。尚、
この磁石材料への着磁は、上記固着材料の性質によって
適宜一体化の前あるいは後になされることになる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る永久磁石の固定方法の好
適一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

【００１５】図１に示されているように、本実施例の磁
石材料１には、粉末冶金法により円柱状に焼結成形した
固形化品を使用する。例えば、粉末冶金法により焼結成
形して製造される異方性磁石を使用し、以下のように製
造される。

【００１６】図２に示されているように、この異方性磁
石１の製造に使用される初期材料としてのカプセル粉末
２は、等方性磁性材料からなる親粒子３を、Ｃｕあるい
は非磁性のＣｕ合金からなる子粒子４で囲んで作製され
ている。上記親粒子３たる等方性磁性材料は、例えばＦ
ｅ−Ｎｄ−Ｂ系磁磁性材料等からなり、等方性の急冷凝
固を含むアモルファス系素材の粉末にて形成されてい
る。また、上記Ｃｕあるいは非磁性のＣｕ合金からなる
子粒子４は、上記親粒子３よりも粒度の小さい粉末にて
形成され、２〜２５重量％含有されている。

【００１７】具体的には、等方性磁性材料からなる親粒
子３にＣｕあるいは非磁性のＣｕ合金からなる子粒子４
を混合すると、子粒子４は親粒子３の表面に公知のファ
ンデルワールス力により付着する。例えば、子粒子４で
囲まれた親粒子３を、８，０００〜１６，０００ｒｐｍ
の回転翼を備えた容器（遠心転動装置−図示せず）の中
に投入し、１〜１０分間、気流による衝撃力を与える
と、この衝撃力により上記子粒子４は親粒子３に強固に
付着する。

【００１８】また、図３は本実施例の異方性磁石１の製
造に使用される焼結装置例を示すものである。図示され
ているように、この焼結装置５は、真空，不活性ガス雰
囲気を形成するチャンバ６と、このチャンバ６に収容さ
れる成形型７と、該成形型７に加圧力を負荷する加圧装
置８と、該加圧装置８の圧力や、電流，ガス雰囲気，温
度等を制御する制御装置９とから成っている。尚、この
焼結装置５は放電を含む通電焼結で粉末材料を固形化す
るように成っている。

【００１９】このような焼結装置５を使用して、本実施
例の異方性磁石１は以下のような製造工程を経て製造さ
れる。まず、上記成形型７内に上記カプセル粉末２を収
容すると共に、上記チャンバ６内を真空排気後、Ａｒ，
Ｈｅ，Ｈ₂，Ｎ₂等の不活性ガス雰囲気で置換する。次
に、上記成形型７に加圧装置８で加圧力を負荷すると共
に、該成形型７内のカプセル粉末２に通電して焼結固形
化する。その際、上記制御装置９により圧力，、電流，
ガス雰囲気，温度等が適宜制御される。尚、上記チャン
バ６内の不活性ガスは、上述のようなガス単体でも良い
が加圧・加熱時にガスの種類を変えても良い。例えば、
加圧昇圧・加熱昇温時にＡｒ，Ｎ₂を使用し、圧力保持
・減圧時，温度保持・冷却時にＨｅ，Ｈ₂を使用する。

【００２０】また、加圧方向は磁石に配向性を出したい
方向より加圧し、通電，放電させる。これは、配向性を
出したい方向にエネルギ差を与えることであり、圧力
的，温度（熱的），電気的エネルギの中で、熱的エネル
ギはベクトル処理がし難く、圧力的，電気的エネルギは
ベクトル処理がし易いからである。

【００２１】次に、以上のようにして製造された円柱状
の磁石材料（異方性磁石）１に、図４（ａ）（ｂ）に示
されているように、約６００℃の温度下で、その長手方
向に沿って圧縮力Ｆを均一に負荷し、その圧縮面に亀裂
を発生させる。この圧縮は、ハンマープレスにより行う
よりも、圧縮変形速度を制御できる油圧プレスにより行
う方が良い。また、その圧縮力Ｆは、上記磁石材料１が
破壊することなく且つこれに亀裂が生じる程度に設定す
る。

【００２２】具体的には、高さが１０ｍｍで径が１イン
チφの磁石材料１を加熱手段１０を備えた万能試験機１
１で圧縮荷重を約３トンまで負荷したとき、図５に示さ
れているように、放射線状の亀裂Ｃが発生した。一方、
圧縮荷重を増加し約９トンまで負荷すると、この放射線
状の亀裂Ｃが発達し、破壊に至った。

【００２３】そして、この放射線状の亀裂Ｃの発生した
磁石材料１を被固定部位に当接させる。本実施例は、例
えば、磁気浮上用シートや磁気浮上を利用した部品搬送
用トレイ等の永久磁石を組み込む装置に有用である。

【００２４】従って、図６に示されているように、磁気
浮上用シート１２の被固定部位１２ａに、放射線状亀裂
Ｃの発生した磁石材料１を当接させる。そして、この磁
石材料１の放射線状亀裂Ｃに、溶融させた固着材料を注
入して固化させる。この磁気浮上用シート１２はプラス
チックにて形成されており、上記固着材料にも溶融させ
たプラスチックを使用する。すなわち、この溶融プラス
チックが固化することにより、磁石材料１と磁気浮上用
シート１２とは一体化されるものである。尚、上記磁石
材料１の着磁は、溶融プラスチックを注入固化して該磁
石材料１と磁気浮上用シート１２とを一体化させた後に
行う。

【００２５】また、図７は、磁気浮上用シート２２がス
チールによって形成されている場合を示すものである。
この場合には、固着材料１３として半田やロー材等の低
融点金属材料を使用する。本実施例の磁石材料１はその
表面層がＣｕあるいは非磁性のＣｕ合金のカプセル磁性
材料であるので、半田付けやロー付けが容易である。す
なわち、スチール製の磁気浮上用シート２２の被固定部
位２２ａに、上記放射線状亀裂Ｃの発生した磁石材料１
を当接させ、この磁石材料１の放射線状亀裂Ｃに溶融さ
せた半田やロー材等の低融点金属材料を注入して固化さ
せる。この半田付けやロー付けにより、磁石材料１と磁
気浮上用シート２２とは一体化されるものである。この
ように固着材料１３として低融点金属材料を使用する場
合には、上記磁石材料１の着磁は、一体化の前後いずれ
においても行うことができる。

【００２６】上記実施例における作用を述べる。

【００２７】上述のように、上記磁石材料１（Ｃｕある
いは非磁性のＣｕ合金の表面層が形成されたカプセル磁
性材料）には、これが破壊することなく且つこれに亀裂
が生じる程度の圧縮力Ｆが圧縮変形速度を制御しながら
均一に負荷されている。このような圧縮力Ｆが均一に負
荷されると、上記磁石材料１は普通鋼に似た挙動を示
し、図５に示したようにその圧縮面に放射線状の亀裂Ｃ
が発生する。このように放射線状の亀裂Ｃを発生させる
のは、磁石材料１の固定面全体を均一に固定するためで
ある。

【００２８】そして、この放射線状亀裂Ｃを発生させた
磁石材料１は、磁気浮上用シート１２，２２の被固定部
位１２ａ，２２ａに当接され、該磁石材料１の放射線状
亀裂Ｃに、溶融させた固着材料１３が注入され固化され
る。図６に示したように、磁気浮上用シート１２がプラ
スチックにて形成されている場合には、上記固着材料と
して溶融させたプラスチックを使用する。一方、図７に
示したように、磁気浮上用シート２２がスチールによっ
て形成されている場合には、固着材料１３として半田や
ロー材等の低融点金属材料を使用する。

【００２９】すると、磁石材料１は上記固定部位１２
ａ，２２ａと一体化されることになるが、特に、磁気浮
上用シート１２がプラスチックである場合には上記放射
線状亀裂Ｃがアンカー効果として働くことになる。ま
た、プラスチックの場合、通常は該プラスチックと磁石
材料１の濡れ性を改良し接着力を高めるために、該磁石
材料１の表面の脱脂等による清浄化が必要になる。しか
し、本実施例のように放射線状亀裂Ｃを利用すると、こ
の清浄化工程が不要になる。一方、磁気浮上用シート２
２がスチールである場合、上述したように本実施例の磁
石材料１がＣｕあるいは非磁性のＣｕ合金の表面層を有
するカプセル磁性材料であるので、半田付けやロー付け
が容易である。

【００３０】このように固定する磁石材料１に予め放射
線状亀裂Ｃを発生させることにより、切削加工を行う必
要がない。従って、磁石材料１が切削加工性が極めて悪
い、例えば、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系やＳｍ−Ｃｏ系等の希土
類元素を含む高性能磁性材料からなる場合に、極めて有
効な固定方法である。また、上述したような簡単な方法
で、磁気浮上用シート１２，２２の被固定部位１２ａ，
２２ａに永久磁石としての磁石材料１が固定されるもの
である。尚、上記磁石材料１に放射線状亀裂Ｃを発生さ
せても、該放射線状亀裂Ｃに固着材料１３が注入固化さ
れるので、通常の使用において磁石材料１の強度を低下
させることはない。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る永久磁
石の固定方法よれば、切削加工を行わず簡単な方法で、
被固定部位に永久磁石を固定することができ、特に、切
削加工の困難な希土類元素を含む高性能磁性材料からな
る永久磁石の固定に優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る永久磁石の固定方法の一実施例に
使用する磁石材料を示す斜視図である。

【図２】本実施例に使用するカプセル粉末を示す概略図
である。

【図３】本実施例に使用する磁石材料の製造装置の一例
を示す概略図である。

【図４】本実施例における圧縮工程を示し、（ａ）は万
能試験機による圧縮前の状態の説明図、（ｂ）は圧縮後
の状態の説明図である。

【図５】本実施例の圧縮工程により磁石材料に発生した
放射線状亀裂を示す斜視図である。

【図６】本実施例におけるプラスチック製磁気浮上用シ
ートへの固定状態を示す説明図である。

【図７】本実施例におけるプラスチック製磁気浮上用シ
ートへの固定状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１磁石材料１２ａ，２２ａ被固定部位１３固着材料Ｃ亀裂Ｆ圧縮力

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉末冶金法により焼結成形した磁石材料
に、これが破壊することなく且つこれに亀裂が生じる程
度の圧縮力を負荷し、亀裂の発生した磁石材料を被固定
部位に当接させた後、該磁石材料の亀裂に溶融させた固
着材料を注入して固化させるようにしたことを特徴とす
る永久磁石の固定方法。