JPH07201546A - 希土類−鉄系樹脂結合型磁石およびこの磁石を使用したモータ - Google Patents

希土類−鉄系樹脂結合型磁石およびこの磁石を使用したモータ

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JPH07201546A
JPH07201546A JP6274320A JP27432094A JPH07201546A JP H07201546 A JPH07201546 A JP H07201546A JP 6274320 A JP6274320 A JP 6274320A JP 27432094 A JP27432094 A JP 27432094A JP H07201546 A JPH07201546 A JP H07201546A
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magnet
iron
powder
rare earth
density
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JP6274320A
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Shigeru Nishida
茂 西田
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Nidec Instruments Corp
Original Assignee
Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁石が使用される装置、例えばモータに合っ
たイナーシャと磁気特性を持つバランスの良い希土類−
鉄系樹脂結合型磁石および仕様に合ったモータを効率的
に得る。 【構成】 Nd(ネオジウム)またはPr(プラセオジ
ウム)等の希土類金属を含んだ鉄系磁性粉末にフィラー
粉末を混合し、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂および添
加剤を混合する。そして、フィラー粉末の混合割合を調
節することにより、密度と磁気特性を比例的に変化させ
ることができる。特に、19.1g/cm3 の密度を持
つW(タングステン)のフィラー粉末の添加量を13体
積%にして射出成形したり、密度10.5g/cm3
タングステン・ニッケルまたはタングステン・クロムの
合金化粉末の添加量を30体積%にし圧縮成形すると、
その成形密度と磁束は圧縮成形されたSm−Co系磁石
と同じ値になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Fe(鉄)を主原料と
し、Nd(ネオジウム)またはPr(プラセオジウム)
等の希土類金属を含み、結合材(バインダー)として樹
脂を用いた希土類−鉄系樹脂結合型磁石およびその磁石
を使用したモータに関する。
【0002】
【従来の技術】樹脂結合型磁石は、磁性粉末(希土類金
属、フェライト等)に熱可塑性または熱硬化性樹脂を混
合したものを射出成形、押し出し成形或いは圧縮成形に
て成形している。そして、熱硬化性樹脂を使用したもの
は成形後、熱を加え硬化させている。この樹脂結合型磁
石は、焼結磁石に比べ磁気特性は劣るが、薄肉でかつ寸
法精度が出せ、複雑な形状の磁石を形成することができ
ることから多方面で利用され、かつ更に利用分野が拡大
している。
【0003】一方、モータ等で使用されている磁石は、
装置の軽薄短小化の流れにより、小型高出力化が要求さ
れ、従来のフェライト系磁石から希土類系磁石(Sm−
Co系やNd−Fe−B系)に移行してきている。
【0004】このような状況において、特に、希土類−
鉄系樹脂結合型磁石は、磁気特性が高く、スピーカーや
モータの高性能化に極めて有効であり、希土類−鉄系樹
脂結合型磁石の要求が一層強まっている。また、モータ
等の小型化に伴い、それらに使用される磁石も複雑な形
状が一層必要とされつつある。なお、この種の希土類−
鉄系樹脂結合型磁石についても、樹脂結合型磁石の製造
方法として一般的な圧縮成形や射出成形による製造方法
を適用すること(特開平1ー103806号参照)が良
く知られている。なお、樹脂としては、通常、エポキシ
等の熱硬化性樹脂やナイロン等の熱可塑性樹脂が数重量
%使用される。また、時には、各種の添加剤(滑剤、カ
ップリング剤など)が加えられることもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ndま
たはPr等の希土類金属を含み、結合材として樹脂を用
いた希土類−鉄系樹脂結合型磁石、例えばB(ボロン)
を含んだNd−Fe−B系磁石は、Sm−Co系磁石に
比べて比重が小さいため、このNd−Fe−B系磁石を
使用する装置例えばモータにおいて、小さい比重からく
る小さいイナーシャとその高い磁気特性とのアンバラン
スにより磁気ノイズなどの不具合が生じ、使用に際して
制約を受ける場合が発生している。
【0006】一方、特開平1ー103806号に開示さ
れているように、結合材としての樹脂の混合量を変える
ことで比重や磁気特性を変えてイナーシャと磁気特性を
装置の要求に応じてある程度変更できる。しかし、その
変化は小さくまた樹脂の混合量に対し比例的に変わらな
いため、十分ではない。
【0007】本発明は、磁石が使用される装置に合った
イナーシャと磁気特性を持つバランスの良い、しかも複
雑な形状も可能となる希土類−鉄系樹脂結合型磁石を効
率的に提供することを目的とする。また、本発明は、磁
気特性とイナーシャとのバランスが良いモータを提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は、まず、Nd(ネオジウム)またはPr
(プラセオジウム)等の希土類金属を含んだ鉄系磁性粉
末、例えばNd−Fe−B系磁性粉末に、適当な比重と
粒度を持ったフィラー、例えばW(タングステン),N
i(ニッケル),Co(コバルト),Cu(銅),Fe
(鉄),Cr(クロム),Si(ケイ素),C(炭
素),Mn(マンガン),Mo(モリブデン),Ti
(チタン),Zn(亜鉛),Pb(鉛),Sn(錫),
Al(アルミニウム),P(燐)等のうちの少なくとも
1つあるいはそれらの組み合わせの粉末を適量混合す
る。なお、NdまたはPr等の希土類金属を含んだ鉄系
磁性粉末は、超急冷法や水素吸蔵法(HDDR法)等で
作成された後、添加剤でもあるシラン系やチタネート系
のカップリング剤等で処理されている。このカップリン
グ剤は、金属との接着性がないナイロンなどの熱可塑性
樹脂をバインダーとして使用するときに必要となるもの
で、金属との接着性がある熱硬化性樹脂をバインダーと
して使用するときは不要とすることもできる。
【0009】また、フィラーの粉末としては、工業的に
生産されており比較的安価で入手し易いフィラー材、例
えばW,Ni,Co,Cu,Fe,Cr,Si,C,M
n,Mo,Ti,Zn,Pb,Sn,Al,P等のうち
の一つあるいは2以上を適当な比重になるように調合
し、超急冷法、アトマイズ法、メカニカルアロイング
法、鋳造法、粉末冶金法等で合金化させた粉末を粒度調
整して得たものや、W,Ni,Co,Cu,Fe,C
r,Si,C,Mn,Mo,Ti,Zn,Pb,Sn,
Al,P等を合金化させないで粉末のまま混合したり粉
体メッキ法を採用したりして適当な比重を持った粉末を
作成し粒度調整をして得たものを使用することが好まし
い。
【0010】この希土類金属を含んだ鉄系磁性粉末とフ
ィラー粉末の混合と同時にまたはその後に、バインダー
としてナイロン6やナイロン12等の熱可塑性樹脂もし
くはエポキシ系やフェノール系の熱硬化性樹脂を5〜2
0重量%または5〜20体積%を、両粉末に対し一度に
または鉄系磁性粉末とフィラー粉末に対し別々にコーテ
ィング又は混合、混練させる。そして、これに併せて、
またはその後、添加剤ともなる液状のオレイン酸や粉末
状のステアリン酸Ca,Zn等の金属セッケンや金属ワ
ックスやヒドラジン系酸化防止剤等の滑剤を添加する。
これらの混合、添加を行った後、射出成形、圧縮成形、
押出成形等を行い、所定形状の希土類−鉄系樹脂結合型
磁石を得るようにしている。なお、各種混合の後、ペレ
ットを作成し、そのペレットを利用して成形を行なうよ
うにしても良い。
【0011】ここで、射出成形を行う場合、通常、希土
類金属を含んだ鉄系磁性粉末を添加剤でもあるシラン系
やチタネート系のカップリング剤等で処理し、バインダ
ーとしてはナイロン6やナイロン12等の熱可塑性樹脂
を使用する。また、圧縮成形の場合のバインダーとして
は、通常、エポキシ系やフェノール系の熱硬化性樹脂を
用いる。そして、5〜10トン/cm2 の成形圧力で圧
縮成形した後、100〜200℃で1時間程度熱をかけ
キュア処理をし、熱硬化させる。一方、押出成形を行う
場合のバインダーとしては、通常、ナイロン6やナイロ
ン12等の熱可塑性樹脂を使用する。そして、混合物を
温度230〜280℃にて混練しペレットを作製し、こ
のペレットをスクリュウ式押し出し機等を用いて押し出
し成形する。
【0012】
【作用】W,Ni,Co,Cu,Fe,Cr,Si,
C,Mn,Mo,Ti,Zn,Pb,Sn,Al,P等
の少なくとも1つあるいはそれらの組み合わせを含む適
当な比重と粒度を持ったフィラー粉末を適量添加するこ
とにより、磁石の密度はフィラー粉末の添加量に比例し
て大きくなる。一方、磁石の磁気特性の一つである磁束
は、添加量に比例して低下する。
【0013】例えば、フィラー粉末を添加しない場合、
射出成形される希土類−鉄系樹脂結合型磁石の密度は、
5.5g/cm3 であるのが、19.1g/cm3 の密
度を持つタングステンのフィラー粉末の添加量を徐々に
上げるとその密度は大きくなり、60体積%混合させる
と12.4g/cm3 となった。一方、射出成形された
希土類−鉄系樹脂結合型磁石の磁束は、フィラー粉末を
添加しない場合、0.19μWbであるが、19.1g
/cm3 の密度を持つタングステンのフィラー粉末の添
加量を徐々に上げるとその磁束は低下し、60体積%混
合させると0.055μWbとなった。
【0014】また、フィラー粉末を添加しない場合、圧
縮成形される希土類−鉄系樹脂結合型磁石の密度は、
5.9〜6.0g/cm3 であるのが、例えば10.5
g/cm3 の密度を持つタングステン・ニッケルの合金
化フィラー粉末(タングステンが29.3重量%でニッ
ケルが70.7重量%)の添加量を徐々に上げるとその
密度は大きくなり、35体積%混合させると7.0〜
7.15g/cm3 となった。一方、圧縮成形された希
土類−鉄系樹脂結合型磁石の磁束は、フィラー粉末を添
加しない場合、0.236〜0.244μWbである
が、上述のタングステン・ニッケルの合金化フィラー粉
末の添加量を徐々に上げるとその磁束は低下し、35体
積%混合させると0.14〜0.15μWbとなった。
【0015】このようにフィラー粉末を添加して密度を
上げる一方、磁気特性を下げることにより、磁石が使用
される装置に合ったイナーシャと磁気特性を持つバラン
スの良い希土類−鉄系樹脂結合型磁石を得ることができ
る。特に、19.1g/cm3 の密度を持つタングステ
ンのフィラー粉末を13体積%混合してペレットを作成
し射出成形により磁石を形成したり、10.5g/cm
3 の密度を持つタングステン・ニッケルの合金化フィラ
ー粉末(タングステンが29.3重量%でニッケルが7
0.7重量%)やタングステン・クロムの合金化フィラ
ー粉末(タングステンが50.4重量%でクロムが4
9.6重量%)を30体積%混合させ圧縮成形により磁
石を形成すると、現状の圧縮成形のSm−Co系と同様
のイナーシャと磁気特性を持つバランスの良い希土類−
鉄系樹脂結合型磁石となる。
【0016】このようにして作製される希土類−鉄系樹
脂結合型磁石をモータのロータのマグネットとして使用
すると、モータ仕様に合ったイナーシャと磁気特性を持
つバランスの良いロータを効率的に得ることができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。
【0018】(実施例 1)希土類金属のネオジウム
(Nd)及び鉄(Fe)、ボロン(B)、コバルト(C
o)からなる磁性粉末を、まずシラン系やチタネート系
のカップリング剤で処理し、磁性粉末の表面にカップリ
ング剤を付着させた。そのカップリング剤で処理した磁
性粉末に、297μm(48メッシュ)以下に粒度調整
した19.1g/cm3 の密度を持つタングステンのフ
ィラー粉末を10〜60体積%混合し、併せて、極めて
わずか(3重量%以下)の液状のオレイン酸や粉末状の
ステアリン酸Ca,Zn等の滑剤を添加した。この添加
混合と同時に、磁性粉末にナイロン6やナイロン12等
の熱可塑性樹脂を33.5体積%添加しスクリュウ式混
練機を用いてペレットを作製した。なお、この磁性粉末
はNd−Fe−B系合金で鉄の原子分率が77.8%、
密度が7.6g/cm3 で、粒径297μm(48メッ
シュ)以下のいわゆる急冷型ネオジウム・鉄系磁石であ
る。この混合物からペレットを得た後、通常行われてい
る射出成形工法にて等方性の樹脂結合型磁石を得た。こ
のときの樹脂結合型磁石のアルキメデス法により測定し
た成形密度および磁束は、表1のとおりとなった。尚、
各値は測定値の平均値を示している。
【0019】なお、以上の実施例1の各サンプルとの比
較のため、フィラー粉末が添加されない点を除きその他
の組成等が実施例1と同様な磁石(比較例1)と、現状
の圧縮成形のSm−Co系磁石との2種類の磁石の密度
と磁束を測定した。この現状の圧縮成形Sm−Co系磁
石は、磁性粉末をSm2 Co17系とし、異方性焼結磁石
を粉砕したものまたは鋳造合金に熱処理を加え粉砕した
ものに熱硬化性樹脂を13体積%被着させ成形圧9トン
/cm2 で圧縮成形させ作製したもので、現在、モータ
のロータ等として使用されているものである。
【0020】
【表1】
【0021】(評価)実施例1の各サンプルと比較例1
の結果は、図1と図2のグラフに示されているように、
フィラー粉末を添加しない場合、射出成形により得られ
る希土類−鉄系樹脂結合型磁石の密度は、5.6g/c
3 であるのに対し、19.1g/cm3 の密度を持つ
タングステンのフィラー粉末の添加量を徐々に上げると
その密度は比例的に大きくなり、60体積%混合させる
と12.4g/cm3 となった。一方、磁束は、フィラ
ー粉末を添加しない場合には、0.19μWbである
が、19.1g/cm3 の密度を持つタングステンのフ
ィラー粉末の添加量を徐々に上げると比例的に低下し、
60体積%混合させると0.055μWbとなってしま
った。
【0022】そして、比較例1のフィラー粉末を添加し
ない磁石と圧縮成形のSm−Co系磁石とを比較する
と、フィラー粉末を添加しない磁石の方が、成形密度は
小さく、磁束は高くなった。しかし、19.1g/cm
3 の密度を持つタングステンのフィラー粉末を添加し、
その添加量を13体積%(この時、磁性粉末は53.5
体積%、熱可塑性樹脂は33.5体積%)にすると、成
形密度と磁束は圧縮成形されたSm−Co系の磁石と同
じ値になった。これにより、高密度化できにくいと言わ
れている熱可塑性樹脂を使用しての射出成形でも希土類
−鉄系樹脂結合型磁石を高密度化でき、現状の圧縮成形
のSm−Co系磁石から希土類−鉄系樹脂結合型磁石へ
の置き換えが可能となる。
【0023】なお、更にフィラー粉末を添加していく
と、圧縮成形のSm−Co系磁石と比較して成形密度は
大きくなり、磁束は小さくなった。
【0024】このように、フィラー粉末の添加量を徐々
に上げるとその密度は比例的に大きくなり、一方、磁束
は比例的に低下するので、求める密度と磁束を持った磁
石を効率的に製造することができる。また、その変化範
囲が広いので、各種の要求に沿うことができる。しかも
射出成形しているため、圧縮成形その他の成形方法に比
べ、より複雑な形状や薄肉にすることができる。
【0025】(実施例 2)フィラーとして、297μ
m(48メッシュ)以下の銅粉末(密度8.9g/cm
3 )と297μm(48メッシュ)以下のネオジウムN
d−Fe−B系磁性粉末(鉄の原子分率77.8%、密
度7.6g/cm3 )を使用して、熱硬化性樹脂を12
体積%混合又はコーティングさせ、成形圧9トン/cm
2 で圧縮成形し磁石を得た。このときのNd−Fe−B
系磁性粉末と銅粉末との混合比(体積比)と磁石の密度
の関係を図3に、磁気特性(磁束)との関係を図4に示
す。これから判るように、磁気特性はフィラー添加量に
応じて低下するが、磁石の密度は逆の関係に高くなって
いる。
【0026】なお、この図3と図4の基礎となったデー
タおよび比較例2のフィラー粉末が添加されない点のみ
が実施例2と異なる磁石のデータを表2に示す。
【0027】
【表2】
【0028】(評価)以上の実施例2の各サンプルと比
較例2の結果は、図3と図4のグラフに示されているよ
うに、フィラー粉末を添加しない場合、圧縮成形により
得られる希土類−鉄系樹脂結合型磁石の密度は、5.9
〜6.0g/cm3 であるのに対し、銅のフィラー粉末
の添加量を徐々に上げるとその密度は比例的に大きくな
り、40体積%混合させると6.62〜6.74g/c
3 となった。一方、磁束は、フィラー粉末を添加しな
い場合には0.235〜0.245μWbであるが、銅
のフィラー粉末の添加量を徐々に上げると比例的に低下
し、40体積%混合させると0.125〜0.142μ
Wbとなった。
【0029】このように、フィラー粉末の添加量を徐々
に上げるとその密度は比例的に大きくなり、一方、磁束
は比例的に低下するので、求める密度と磁束を持った磁
石を効率的に製造することができる。また、その変化範
囲が広いので、各種の要求に沿うことができる。しかも
圧縮成形しているため、他の成形方法に比べ、生産性が
高く、また圧環強度や寸法精度等の優れた高性能な磁石
を容易に得ることができる。
【0030】(実施例 3)フィラーとして、297μ
m(48メッシュ)以下の鉄粉末(密度7.9g/cm
3 )と297μm(48メッシュ)以下のネオジウムN
d−Fe−B系磁性粉末(鉄の原子分率77.8%、密
度7.6g/cm3 )を使用して、熱硬化性樹脂を12
体積%混合又はコーティングさせ、成形圧9トン/cm
2 で圧縮成形し磁石を得た。このときのNd−Fe−B
系磁性粉末と鉄粉末との混合比(体積比)と磁石の密度
の関係を図5に、磁気特性(磁束)との関係を図6に示
す。これから判るように、磁気特性はフィラー添加量に
応じて低下するが、磁石の密度は逆の関係に高くなって
いる。
【0031】なお、この図5と図6の基礎となったデー
タおよび先の比較例2のデータを表3に示す。
【0032】
【表3】
【0033】(評価)以上の実施例3の各サンプルと比
較例2の結果は、図5と図6のグラフに示されているよ
うに、フィラー粉末を添加しない場合、圧縮成形により
得られる希土類−鉄系樹脂結合型磁石の密度は、5.9
〜6.0g/cm3 であるのに対し、鉄のフィラー粉末
の添加量を徐々に上げるとその密度は比例的に大きくな
り、40体積%混合させると6.21〜6.36g/c
3 となった。一方、磁束は、フィラー粉末を添加しな
い場合には0.235〜0.245μWbであるが、鉄
のフィラー粉末の添加量を徐々に上げると比例的に低下
し、40体積%混合させると0.13〜0.142μW
bとなってしまった。
【0034】このように、フィラー粉末の添加量を徐々
に上げるとその密度は比例的に大きくなり、一方、磁束
は比例的に低下するので、求める密度と磁束を持った磁
石を効率的に製造することができる。また、その変化範
囲が広いので、各種の要求に沿うことができる。しかも
圧縮成形しているため、他の成形方法に比べ、生産性が
高く、また圧環強度や寸法精度等の優れた高性能な磁石
を容易に得ることができる。
【0035】(実施例 4)297μm(48メッシ
ュ)以下に粒度調整した密度10.5g/cm3 のタン
グステン(W)・ニッケル(Ni)合金化粉末(タング
ステンが29.3重量%でニッケルが70.7重量%)
のフィラーと297μm(48メッシュ)以下のNd−
Fe−B系磁性粉末(鉄の原子分率77.8%、密度
7.6g/cm3)を使用して、熱硬化性樹脂の混合又
はコーティング量を12体積%としかつ成形圧力は9ト
ン/cm2 とした時のフィラー添加量(体積比)と磁石
の密度の関係を図7に、磁気特性(磁束)との関係を図
8に示す。
【0036】なお、以上の実施例4の各サンプルとの比
較のため、先の比較例2の他、現状の圧縮成形のSm−
Co系磁石の密度と磁束を測定した。この現状の圧縮成
形Sm−Co系磁石は、磁性粉末をSm2 Co17系と
し、異方性焼結磁石を粉砕したものまたは鋳造合金に熱
処理を加え粉砕したものに熱硬化性樹脂を13体積%コ
ーティングさせ成形圧9トン/cm2 で圧縮成形させ作
製したもので、現在、モータのロータ等として使用され
ているものである。
【0037】この図7と図8の基礎となったデータおよ
び比較例のデータを表4に示す。
【0038】
【表4】
【0039】(評価)実施例4の各サンプルと比較例2
の結果は、図7と図8のグラフに示されているように、
フィラー粉末を添加しない場合、圧縮成形により得られ
る希土類−鉄系樹脂結合型磁石の密度は、5.9〜6.
0g/cm3 であるのに対し、タングステン・ニッケル
の合金化フィラー粉末の添加量を徐々に上げるとその密
度は比例的に大きくなり、35体積%混合させると7.
0〜7.15g/cm3 となった。一方、磁束は、フィ
ラー粉末を添加しない場合には0.236〜0.244
μWbであるが、タングステン・ニッケルの合金化フィ
ラー粉末の添加量を徐々に上げると比例的に低下し、3
5体積%混合させると0.14〜0.15μWbとなっ
た。
【0040】そして、フィラー粉末を添加しない比較例
2の磁石と圧縮成形のSm−Co系磁石とを比較する
と、フィラー粉末を添加しない比較例2の磁石の方が、
成形密度は小さく、磁束は高くなった。しかし、密度1
0.5g/cm3 のタングステン・ニッケルの合金化粉
末の添加量を30体積%(この時、磁性粉末は58体積
%、熱硬化性樹脂は12体積%)にし混合して圧縮成形
すると、成形密度と磁束は圧縮成形されたSm−Co系
の磁石と同じ値になった。これにより、希土類の中でも
希少なSmを主原料とした高価なSm−Co系磁石か
ら、Feを主原料とした安価なNd−Fe−B系磁性粉
末を用いた磁石へ置換することができる。しかも圧縮成
形しているため、他の成形方法に比べ、生産性が高く、
また圧環強度や寸法精度等の優れた高性能な磁石を容易
に得ることができる。
【0041】(実施例 5)297μm(48メッシ
ュ)以下に粒度調整した密度10.5g/cm3 のタン
グステン(W)・クロム(Cr)合金化粉末(タングス
テンが50.4重量%でクロムが49.6重量%)のフ
ィラーと297μm(48メッシュ)以下のNd−Fe
−B系磁性粉末(鉄の原子分率77.8%、密度7.6
g/cm3 )を使用して、熱硬化性樹脂のコーティング
量を12体積%としかつ成形圧力を9トン/cm2 とし
て磁石を作製した。この時のフィラー添加量(体積比)
と磁石の密度の関係およびフィラー添加量(体積比)と
磁気特性(磁束)との関係は、それぞれ実施例4と同様
となった。
【0042】尚、上述の各実施例は本発明の好適な実施
の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、希土類金属系磁性粉末としては、Nd系磁
性粉末の他Pr系磁性粉末も磁気特性が優れており、実
施例と同様な効果が得られ、またY,La,Sm,Lu
等他の希土類金属系磁性粉末でも磁気特性の高いものが
同様に得られ、適宜採用できる。
【0043】また、フィラーの粉末としては、工業的に
生産されており比較的安価で入手し易いW,Ni,C
u,Fe,Crの他、同様に工業的に生産されており比
較的安価で入手し易いCo,Si,C,Mn,Mo,T
i,Zn,Pb,Sn,Al,P等が採用できる。そし
てそれらのうちの一つあるいは2以上を適当な比重にな
るように調合し、超急冷法、アトマイズ法、メカニカル
アロイング法、鋳造法、粉末冶金法等で合金化させた粉
末を粒度調整して得たものや、W,Ni,Co,Cu,
Fe,Cr,Si,C,Mn,Mo,Ti,Zn,P
b,Sn,Al,P等を合金化させないで粉末のまま混
合したり粉体メッキ法を採用したりして適当な密度を持
った粉末を作成し粒度調整をして得たものを使用するこ
とができる。
【0044】更に、フィラーを実施例のように合金化処
理をして作成すると、粉末のみの混合よりもフィラーの
均一化が計れ磁性粉末との混合が容易となるが、粉末の
みの混合等も採用できる。更に、フィラーとしては、タ
ングステンの他、Ni,Co,Cu,Fe,Cr,S
i,C,Mn,Mo,Ti,Zn,Pb,Sn,Al,
P等の金属やガラスを含むセラミックのような非金属で
も良い。
【0045】また、射出成形や圧縮成形以外に押出成形
を採用しても良い。押出成形を行う場合のバインダーと
しては、通常、ナイロン6やナイロン12等の熱可塑性
樹脂を使用する。そして、混合物を温度230〜280
℃にて混練しペレットを作製し、このペレットをスクリ
ュウ式押し出し機等を用いて押し出し成形する。この
時、滑剤としてヒドラジン系酸化防止剤を2重量%(7
体積%)程度入れると、混練トルクおよびコンパウンド
粘度の各上昇が抑えられ、スクリュウ負荷が安定し、連
続成形が可能となる。なお、押出成形を用いた場合、他
の成形方法に比べ、薄肉化や長尺化の面で有利であり、
連続成形であるため生産性も高くなる。また、射出成形
磁石と異なり、表面の樹脂層がないものとなる。
【0046】また、液状のオレイン酸や粉末状のステア
リン酸Ca,Zn等の滑剤としての金属セッケンや金属
ワックス等を入れないでも、フィラーの働きは同様とな
る。即ち、滑剤を入れないでもフィラーを入れることに
より、密度は上がり、磁気特性は下がる。更に、カップ
リング剤は、金属との接着性がある熱硬化性樹脂をバイ
ンダーとして使用するときは必ずしも必要としない。
【0047】なお、磁性粉末としては、急冷型ではな
く、水素吸蔵法や粉末冶金法によるものでも良い。ま
た、磁性粉末やフィラー粉末の粒径は、297μm(4
8メッシュ)を越える範囲のものでも良い。更に、本発
明は、等方性の樹脂結合型磁石の他、ラジアル異方性等
の異方性の樹脂結合型磁石にも適用できる。
【0048】このようにして作製される希土類−鉄系樹
脂結合型磁石をモータのロータマグネットとして使用す
ると、モータ仕様に合ったイナーシャと磁気特性を持つ
バランスの良いロータを効率的に得ることができる。例
えば、図9及び図10に示されるような永久磁石形ステ
ッピングモータ10に使用すると、組み込まれる装置に
従いモータ仕様が微妙に異なる場合が特に多いこの種の
ステッピングモータであっても、イナーシャと磁気特性
を持つバランスの良いロータを効率的に得ることがで
き、組み込まれる装置に沿ったステッピングモータを容
易に提供することができる。なお、この永久磁石形ステ
ッピングモータ10は、多極着磁された本発明の希土類
−鉄系樹脂結合型磁石11を外周に配置したロータ1
と、円周方向に巻かれた励磁コイル23,24によって
励磁される二つの固定子21,22からなるステータ2
とでその主要部が構成される。ロータ1は、その中心に
回転軸12が設けられており、その回転軸12を軸受
3,3が軸回転可能に支持している。二つの固定子2
1,22は、金属性のヨーク21a,22aからなり、
ロータ1と対向する側に三角形状の多数の極歯21b,
22bが設けられている。そして、極歯21b,21b
間及び極歯22b,22b間を通過する磁束と磁石11
との相互作用により回転トルクが生じ、ロータ1が回転
する。なお、励磁コイル23,24は、端子25,26
とそれぞれ接続され、外部と電気接続可能とされてい
る。
【0049】また、本発明の希土類−鉄系樹脂結合型磁
石をモータのロータではなく固定子側の磁石として採用
しても良く、更には、モータ以外にスピーカー等各種の
機器に採用することができる。
【0050】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の希土類−鉄系樹脂結合型磁石では、NdまたはPr等
の希土類金属を含んだ鉄系磁性粉末にフィラー粉末を混
合し、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂および添加剤を混
合して成形しているので、フィラー粉末の混合割合を調
節することにより、密度と磁気特性を比例的に変化させ
ることができる。この結果、磁石が使用される装置に合
ったイナーシャと磁気特性を持つバランスの良い希土類
−鉄系樹脂結合型磁石を効率的に得ることができる。
【0051】また、その変化範囲内に、希少で高価なS
m(サマリウム)やCo(コバルト)を主原料とするS
m−Co系の圧縮成形磁石と同一なイナーシャと磁気特
性を持つ部分が生じる場合があり、フィラー粉末とその
添加量を適宜選択することにより、Feを主原料とした
安価な希土類−鉄系樹脂結合型磁石を、Sm−Co系の
圧縮成形磁石の代替えとして使用することも可能とな
る。
【0052】更に、本発明の希土類−鉄系樹脂結合型磁
石をモータのロータのマグネットとして使用すると、モ
ータ仕様に合ったイナーシャと磁気特性を持つバランス
の良いロータを効率的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は19.1g/cm3 の密度
を持つW(タングステン)のフィラー粉末の添加量を、
Y軸は射出成形された成形体の密度をそれぞれ示し、タ
ングステンのフィラー粉末の添加量を変化させたときの
成形密度との関係を示すグラフである。
【図2】本発明の第一の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は19.1g/cm3 の密度
を持つW(タングステン)のフィラー粉末の添加量を、
Y軸は射出成形された成形体の磁束をそれぞれ示し、タ
ングステンのフィラー粉末の添加量を変化させたときの
磁束との関係を示すグラフである。
【図3】本発明の第二の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は8.9g/cm3 の密度を
持つCu(銅)のフィラー粉末の添加量を、Y軸は圧縮
成形された成形体の密度をそれぞれ示し、銅のフィラー
粉末の添加量を変化させたときの成形密度との関係を示
すグラフである。
【図4】本発明の第二の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は19.1g/cm3 の密度
を持つCu(銅)のフィラー粉末の添加量を、Y軸は圧
縮成形された成形体の磁束をそれぞれ示し、銅のフィラ
ー粉末の添加量を変化させたときの磁束との関係を示す
グラフである。
【図5】本発明の第三の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は7.9g/cm3 の密度を
持つFe(鉄)のフィラー粉末の添加量を、Y軸は圧縮
成形された成形体の密度をそれぞれ示し、鉄のフィラー
粉末の添加量を変化させたときの成形密度との関係を示
すグラフである。
【図6】本発明の第三の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は7.9g/cm3 の密度を
持つFe(鉄)のフィラー粉末の添加量を、Y軸は圧縮
成形された成形体の磁束をそれぞれ示し、鉄のフィラー
粉末の添加量を変化させたときの磁束との関係を示すグ
ラフである。
【図7】本発明の第四の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は10.5g/cm3 の密度
を持つW・Ni(タングステン・ニッケル)合金化粉末
のフィラーの添加量を、Y軸は圧縮成形された成形体の
密度をそれぞれ示し、タングステン・ニッケルのフィラ
ー粉末の添加量を変化させたときの成形密度との関係を
示すグラフである。
【図8】本発明の第四の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は10.5g/cm3 の密度
を持つW・Ni(タングステン・ニッケル)合金化粉末
のフィラーの添加量を、Y軸は圧縮成形された成形体の
磁束をそれぞれ示し、タングステン・ニッケルのフィラ
ー粉末の添加量を変化させたときの磁束との関係を示す
グラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年1月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は19.1g/cm3 の密度
を持つW(タングステン)のフィラー粉末の添加量を、
Y軸は射出成形された成形体の密度をそれぞれ示し、タ
ングステンのフィラー粉末の添加量を変化させたときの
成形密度との関係を示すグラフである。
【図2】本発明の第一の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は19.1g/cm3 の密度
を持つW(タングステン)のフィラー粉末の添加量を、
Y軸は射出成形された成形体の磁束をそれぞれ示し、タ
ングステンのフィラー粉末の添加量を変化させたときの
磁束との関係を示すグラフである。
【図3】本発明の第二の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は8.9g/cm3 の密度を
持つCu(銅)のフィラー粉末の添加量を、Y軸は圧縮
成形された成形体の密度をそれぞれ示し、銅のフィラー
粉末の添加量を変化させたときの成形密度との関係を示
すグラフである。
【図4】本発明の第二の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は19.1g/cm3 の密度
を持つCu(銅)のフィラー粉末の添加量を、Y軸は圧
縮成形された成形体の磁束をそれぞれ示し、銅のフィラ
ー粉末の添加量を変化させたときの磁束との関係を示す
グラフである。
【図5】本発明の第三の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は7.9g/cm3 の密度を
持つFe(鉄)のフィラー粉末の添加量を、Y軸は圧縮
成形された成形体の密度をそれぞれ示し、鉄のフィラー
粉末の添加量を変化させたときの成形密度との関係を示
すグラフである。
【図6】本発明の第三の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は7.9g/cm3 の密度を
持つFe(鉄)のフィラー粉末の添加量を、Y軸は圧縮
成形された成形体の磁束をそれぞれ示し、鉄のフィラー
粉末の添加量を変化させたときの磁束との関係を示すグ
ラフである。
【図7】本発明の第四の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は10.5g/cm3 の密度
を持つW・Ni(タングステン・ニッケル)合金化粉末
のフィラーの添加量を、Y軸は圧縮成形された成形体の
密度をそれぞれ示し、タングステン・ニッケルのフィラ
ー粉末の添加量を変化させたときの成形密度との関係を
示すグラフである。
【図8】本発明の第四の実施例の各サンプルおよび比較
例を示したグラフで、X軸は10.5g/cm3 の密度
を持つW・Ni(タングステン・ニッケル)合金化粉末
のフィラーの添加量を、Y軸は圧縮成形された成形体の
磁束をそれぞれ示し、タングステン・ニッケルのフィラ
ー粉末の添加量を変化させたときの磁束との関係を示す
グラフである。
【図9】本発明の磁石を使用したモータの断面図であ
る。
【図10】 本発明の磁石を使用したモータの要部を示す
斜視図である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Nd(ネオジウム)またはPr(プラセ
    オジウム)等の希土類金属を含んだ鉄系磁性粉末と、フ
    ィラー粉末と、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂と、
    添加剤とを有する希土類−鉄系樹脂結合型磁石。
  2. 【請求項2】 W(タングステン),Ni(ニッケ
    ル),Co(コバルト),Cu(銅),Fe(鉄),C
    r(クロム),Si(ケイ素),C(炭素),Mn(マ
    ンガン),Mo(モリブデン),Ti(チタン),Zn
    (亜鉛),Pb(鉛),Sn(錫),Al(アルミニウ
    ム),P(燐)のうち少なくともいずれか一つを含むフ
    ィラー粉末を使用したことを特徴とする請求項1記載の
    希土類−鉄系樹脂結合型磁石。
  3. 【請求項3】 射出成形によって成形したことを特徴と
    する請求項1または2記載の希土類−鉄系樹脂結合型磁
    石。
  4. 【請求項4】 圧縮成形によって成形したことを特徴と
    する請求項1または2記載の希土類−鉄系樹脂結合型磁
    石。
  5. 【請求項5】 押出成形によって成形したことを特徴と
    する請求項1または2記載の希土類−鉄系樹脂結合型磁
    石。
  6. 【請求項6】 請求項1から5のいずれかに記載の希土
    類−鉄系樹脂結合型磁石をローターのマグネットとして
    使用したことを特徴とするモータ。
  7. 【請求項7】 Nd(ネオジウム)またはPr(プラセ
    オジウム)等の希土類金属を含んだ鉄系磁性粉末にフィ
    ラー粉末を混合し、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂およ
    び添加剤を混合して成形した希土類−鉄系樹脂結合型磁
    石。
  8. 【請求項8】 W(タングステン),Ni(ニッケ
    ル),Co(コバルト),Cu(銅),Fe(鉄),C
    r(クロム),Si(ケイ素),C(炭素),Mn(マ
    ンガン),Mo(モリブデン),Ti(チタン),Zn
    (亜鉛),Pb(鉛),Sn(錫),Al(アルミニウ
    ム),P(燐)の少なくともいずれか一つを含むフィラ
    ー粉末を使用したことを特徴とする請求項7記載の希土
    類−鉄系樹脂結合型磁石。
JP6274320A 1993-10-15 1994-10-14 希土類−鉄系樹脂結合型磁石およびこの磁石を使用したモータ Pending JPH07201546A (ja)

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