JPS5814052B2 - 異方性筒状磁石の着磁方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、異方性筒状磁石の着磁方法に関するものであ
る。

詳しく述べると、筒状体内部に強磁性体を挿入して該筒
状体の両側に設けられた電磁石により外部着磁する方法
に関するものである。

異方性筒状磁石は、直流モータ、発電機、ヒステリシス
モータ等の回転機器に広く使用されている。

異方性筒状磁石は、放射状磁場配向体と二極磁場配向体
とに大別できるが、この角度における磁気分布特性から
いって二極磁場配向体が優れた性能を示すので、その製
造方法の開発が望まれている。

現在、回転機器用磁石には保磁力の高いＢａ−フエライ
ト、Ｓｒ−フエライト等の磁石が主として使用されてい
る。

これらの磁石は１１５０〜１２５０℃の高温で焼結され
るので、焼結体の外観に歪みが生じるので、焼結だけに
よって外径、内径等の寸法を規制することは困難であり
、焼結後は通常内外周両面を研摩加工している。

特に小型モータ用磁石の場合には、高精度の研摩加工が
要求される。

しかるに、このような高度の精密加工は研摩加工費が高
いという欠点があった。

また、このような焼結体の場合、一方向への磁場配向が
困難であるので、満足すべき磁気分布特性を有する二極
着磁異方性筒状磁石を得ることは極めて困難であった。

一方、上記焼結法を改善するために、強磁性体粉末と合
成樹脂との混合物を射出成形法により成形すると、通常
のプラスチック製品と同様に良好な寸法精度を有する成
形体が得られることは知られている。

また、熱可塑性樹脂と強磁性体粒末との混合物より加熱
状態で磁界を印加しながら射出成形により異方性筒状樹
脂磁石を製造するに際し、筒状空洞部に射出充填された
前記混合物に対し放射状に磁界を印加する方法が提案さ
れている（特開昭５１−２１１９８号公報）。

しかしながら、後者の方法で得られる異方性筒状樹脂は
、射出成形時に印加される磁界の方向からいって放射状
に磁場配向されるので、この方法によって一方向に磁場
配向する二極型の筒状磁石を得ることはできなかった。

本発明者らは、前記のごとき従来法の諸欠点を改善する
ために、さきに、金型の筒状空洞部の軸線に対して直角
方向から磁界を印加しながら強磁性体粉末と重合体材料
との混合物を射出成形して異方性重合体磁石を製造する
方法において、前記筒状空洞部の軸線と直交する前記磁
界方向で該軸線を挾んで相対した筒状空洞部の端面付近
の両側にそれぞれ混合物注入口を設け、このようにして
設けられた注入口より前記混合物を導入するか、あるい
は前記筒状空洞部の軸線と直交する前記磁界方向および
前記軸線のいずれとも直交する方向で前記空洞部の端面
付近の１個所に混合物入口を設け、該注入口より前記混
合物を導入して射出成形することにより磁場配向性の良
好な異方性筒状重合体磁石が得られたことを見出した。

従来、異方性筒状磁石を着磁するには、筒状体内にコイ
ルを挿入し、筒状体の軸線およびこのコイルの中心軸の
いずれも直交する方向に電磁石が位置するように筒状電
磁石をセットし、コイルに電流を通すことにより行なわ
れている。

しかしながら、このような方法では、前記コイルの正確
な位置決めが困難であって、前記中心軸が僅かでもずれ
ると得られる異方性磁石の磁気分布が乱れ、対称性がく
ずれることになる。

また、箇状重合体磁石は射出成形時の離型性の点から、
あるいは種種の目的製品に組立る前に金属粉の付着を避
けるために、組立直前ないしは組立中に着磁することが
望ましいが、従来法ではこのような着磁は極めて困難な
場合が多かった。

例えば、異方性筒状重合体磁石を用いて小型回転機器（
例えばマイクロモータ）を製造する場合、射出成形され
た前記磁石を消磁して離型し、これを前記回転機構を構
成する筒状ケースに嵌挿したのちに着磁することが組立
作業性の点から望ましいとはいえ、前記ケースの一端は
通常中心部の孔以外の部分は閉じて端板を一体的に形成
しており、前記筒状磁石はこの端板にほぼ接するような
位置まで嵌挿されているので、筒内にコイルを挿入して
行なう従来の着磁法ではコイルが端部に接して全体が入
り得えず、このためケースに磁石を嵌挿したままで着磁
することはできなかった。

したがって、着磁後にケース内に嵌挿して組立てざるを
得す、作業性が低ぐしかも着磁後で組立前に金属粉等の
付着によるトラブル等の欠点があった。

本発明は、前記のごとき従来法の諸欠点を改善するため
になされたもので、異方性筒状磁石の筒内に強磁性体を
嵌挿し、該筒状磁石の軸線に直交する方向に印加された
磁界内に、前記筒状磁石の磁場配向方向が前記磁界方向
と合致するように配置して磁界を印加することを特徴と
する異方性筒状磁石の外部着磁方法である。

つぎに、図面を参照しながら本発明方法を説明する。

すなわち、第１図に示すように、強磁性体材料（例えば
鉄）製の筒状ケース１に異方性筒状磁石２を嵌挿して組
付けた筒状体内に円柱状強磁性体３を嵌し、これを両端
の電磁石４，５にそれぞれ連結した磁場発生ヨーク６，
７間にその軸線が前記電磁石４，５により印加される磁
界に対して直交するよ′うにセットされる。

この場合、使用される筒状磁石の磁場配向の方向が前記
磁界方向と合致するようにセットすることが重要である
。

ついで、２０００〜１１００００ｅ１好ましくは４００
０〜８００００ｅで磁界を印加することにより異方性筒
状磁石の着磁が行なわれる。

第２図は本発明の他の実施態様を示すもので、磁場発生
ヨーク６，７の端部をそれぞれテーパ状に形成し、かつ
筒状体との接触部を彎曲させて筒状体側面の大部分と接
触するように構成した以外は、第１図の場合と同様であ
る。

なお、第１図と同一の符号は同一部材を表わす。

第３図は本発明のさらに他の実施態様を示すもので、第
１図の場合に対して磁場発生ヨーク６，７の筒状体との
接触部を彎曲させて筒状体側面の大部分と接触するよう
に構成する。

また、筒状体内に嵌挿される強磁性体３は円柱状ではな
く、軸線に相対して対称な溝が側面に設けられているた
めに、ブリッジ部ａとその両側に形成されるヨーク部ｂ
とにより断面がＨ字状の柱状体である。

しかして、このようなＨ型柱状体において、ブリッジ部
ａの側線とヨーク部ｂの内側線との交点間と軸線との角
度θ′と磁場発生ヨーク６，７の先端側部間と軸線との
角度θとの間はθ≧θ′の場合がコキングトルク値を減
少させるので最も好ましい。

なお、第３図において、第１図と同一符号は同一部材を
表わす。

第４図は本発明の別の実施態様を示すもので、異方性筒
状磁石２はケースに嵌挿されることなく直接外部着磁を
行なう場合である。

また、筒状体に嵌挿される強磁性体３は円柱状の代りに
、軸線をはさんで対称にその側面を削取した形状のもの
である。

なお、同図において、第２図と同一符号は同一部材を表
わす。

本発明は、二極型異方性筒状磁石であればいずれも外部
着磁を行なうことができるが、強磁性体粉末と重合体材
料との混合物の射出成形法により製造される磁場配向性
異方性筒状磁石の外部着磁に有利に使用され、特に本発
明者らがさきに見出した金型の筒状空洞部の軸線に対し
て直角方向から磁界を印加しながら強磁性体粉末と重合
体材料との混合物を射出成形して異方性重合体磁石を製
造する方法において、前記筒状空洞部の軸線と直交する
前記磁界方向で該軸線を挾んで相対した筒状空洞部の端
面付近の両側にそれぞれ混合物注入口を設け、このよう
にして設けられた注入口より前記混合物を導入するか、
あるいは前記筒状空洞部の軸線と直交する前記磁界方向
および前記軸線のいずれとも直交する方向で前記空洞部
の端面付近の１個所に混合物入口を設け、該注入口より
前記混合物を導入して射出成形することにより得られる
異方性筒状重合体磁石の外部着磁方法として適用すると
最も良好な結果が得られる。

本発明方法において使用される強磁性体粉末としては、
ＭＯ−６Ｆｅ２０３（Ｍ：ＳｒｔＢａｙｐｂ等）で表わ
されるフエライト磁石、ＲＣｏ５ｐＲ２Ｃｏ１７（Ｒ：
Ｓｍ，ＹｔＬａｓＣｅ）で表わされる希土類コバルト磁
石、マンガンービスマス磁石、マンガンーアルミニウム
磁石、コハルト磁石（例えば、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ系、Ｆ
ｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系等等がある。

また、重合体材料としては、ナイロン６、ナイロン６６
、ナイロン１２、ホリエチレンテレフタレート、ポリア
セタール、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン
、エチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーアルキル
アクリレート共重合体、ポリ酢酸ビニル、エチレンーα
，β一不飽和モノまたはジカルポン酸共重合体の金属架
橋体樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノールーホルムアルデ
ヒド樹脂、メラミンーホルムアミド樹脂、尿素一ホルム
アルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂等の熱硬化性樹脂、天然ゴム、スチレンーブタジエン
ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム等のゴム等があ
るが、好ましく熱可塑性樹脂である。

しかして、強磁性体粉末と重合体材料との比率は重量比
で９７＝８〜８３：１７が好ましいが、特に８８：１２
〜９０：１０が最も好ましい。

以上述べたように、本発明による異方性筒状磁石の製造
方法は、異方性筒状磁石の筒内に強磁性体を嵌挿し、該
筒状磁石の軸線に直交する方向に印加された磁界内に、
前記筒状磁石の磁場配向が前記磁界方向と合致するよう
に配置して磁界を印加することにより行なわれるもので
あるから、ケースに組込後であってもなんら構造的に影
響されることなく容易に外部着磁を行なうことができる
という利点がある。

また、磁場配向性の良好な筒状重合体磁石を使用した場
合には、特に磁気分布が対称でかつトータルフラツクス
の大きな二極性筒状磁石が得られるという利点がある。

つぎに実施例を挙げて本発明方法をさらに詳細に説明す
る。

実施例 １ ９０重量部のバリウムフエライトおよび１０重量部のナ
イロン６を２４０〜２８０℃の温度でニーダーで混練し
たのち、押出し成形してペレット化した。

ついで、金型の筒状空洞部の軸線と直交する磁界方向で
この軸線を挾んで相対した筒状空洞部の端面両側にそれ
ぞれピンゲートを設けてなる射出成形機を用いて８００
００ｅに印加した磁界内で前記ペレットをノズル温度２
８０℃テ射出成形し、消磁して離型し、筒状体（外径３
２ａｎ，内径２４ｍｍ、長さ１２ｍｍ）を得た。

この筒状体を鉄製の筒状ケースに嵌挿後、第３図に示す
装置を用いて、その磁場配向が磁界方向と合致するよう
にセットして６００００ｅで外部着磁したところ、異方
性筒状重合体磁石が得られた。

このようにして得られた異方性磁石の磁気分布は第５図
の曲線Ａのとおりであり、そのトータルフラツクスは第
１表のとおりであった。

実施例 ２ 金型の筒状空洞部と軸線と直交する磁界方向および前記
軸線のいずれとも直交する方向で前記筒状空洞部の端付
に１個のピンゲートを設けてなる射出成形機を用いて８
００００ｅに印加した磁界内で実施例１のペレットをノ
ズル温度２８０℃で射出成形し、消磁して離型し、実施
例１と同一寸法の筒状体を得た。

この筒状体を鉄製の筒状ケースに嵌挿後、第２図に示す
装置を用いて、その磁場配向が磁界方向と合致するよう
にセットして６００００ｅで外部着磁したところ、異方
性筒状重合体磁石が得られた。

このようにして得られた異方性磁石の磁気分布は第５図
の曲線Ｂのとおり

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明方法の各実施例を示す断面図であり
、また第５図は本発明方法により得られた異方性筒状磁
石の角度と磁気分布の一例を表わすグラフである。 １…ケース、２…筒状磁石、３…強磁性体、４，５…電
磁石、６，７…磁場発生ヨーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 異方性筒状磁石の筒内に強磁性体を嵌挿し、該筒状
   磁石の軸線に直交する方向に印加された磁界内に、前記
   筒状磁石の磁場配向方向が前記磁界方向と合致するよう
   に配置して磁界を印加することを特徴とする異方性筒状
   磁石の外部着磁方法。 ２ 筒内に嵌挿される強磁性体は円柱状物である特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 筒内に嵌挿される強磁性体は断面がＨ字型の柱状物
   である特許請求の範囲第１項に記載の方法，４ 筒内に
   嵌挿される強磁性体は断面が長方形の柱状物である特許
   請求の範囲第１項に記載の方法３５ 筒状磁石は筒状ケ
   ースに嵌挿されたのちに着磁される特許請求の範囲第１
   項ないし第４項のいずれか一つに記載の方法。