JPS5849012B2 - 異方性筒状重合体磁石の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、異方性筒状重合体磁石の製造方法に関するも
のである。

詳しく述べると、強磁界中で強磁性体粉末と重合体材料
との混合物を射出成形機を用いて異方性筒状重合体磁石
を製造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
モーク等の回転機器に広く使用されている。

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

現在、回転機器用磁石には保磁力の高いＢａ一フエライ
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。

捷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り、第１
図に曲線Ａで示されているように４５〜１３５°問およ
び２２５〜３１５°付近での磁束密度が低下するという
欠点があった。

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
のプラスチックス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。

１た、熱可塑性樹脂と強磁性体粉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爽石を得ることはできなかった。

しかるに、筒状磁石は大抵の場合、二極着磁で使用され
るので、筒状体の軸線に直交する方向から直線状に磁界
を印加しながら射出成形する必要があるが、この場合、
強磁性粉末と合成樹脂との混合物が金型に射出されるゲ
ートは（例えばピンゲートあるいはサイドゲート等）１
箇所（１点ゲート）であるので、その設けられる位置に
よって得られる磁石の物性は著しく異なってぐる。

例えば、射出成形時の混合物の流動方向と磁化方向とを
一致させるために、金型の筒状空洞部の軸線に対して直
角方向から直線状に印加された磁界内にかいて磁界方向
の１点にゲートを設けて前記混合物の射出戒形を行なう
と、着磁後の二極型筒状樹脂磁石は、第１図に曲線Ｂで
示すように、Ｎ極側では良好な磁気分布を示すが、Ｓ極
側では磁気分布が乱れる。

これは、Ｎ極を構成するゲート付近にかいてはダイスの
温度に近いので、混合物の流動性が極めて良好であり、
このため磁場配向が良好であるが、ゲートから遠ざかる
につれて混合物が冷却されるので流動性が低下し、特に
Ｓ極を構成するウエルドライン部では流動性が悪いので
磁場配向が悪くなる。

したがって、Ｎ極と全く同一の磁場配向性を必要とする
Ｓ極が最も流動性が悪くて磁場配向性が悪いためである
と考えられる。

これに対し、筒状体の軸線あ・よび磁界方向に対して直
角に２個のゲートを用いて射出成形したものは、着磁後
の二極型筒状樹脂磁石が、第１図に曲線Ｃで示すように
、９０°付近および２７００付近にかいて磁束密度が著
しく低下するという欠点があった。

これは、混合物の流動性の最も良好なゲート部は成形後
の磁石の磁極として寄与せず、これらゲートから最も離
れて射出成形時に最も流動性の低下しているウエルデイ
ングラインが両極を構成するために、この部分では磁場
配向性が最も悪いためであると考えられる。

本発明は、前記のごとき従来医の諸欠点を改善するため
になされたもので、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粉末と重合体材料
との混合物を射出成形し工異方性筒状重合体磁石を製造
する方法に釦いて、前記筒状空洞部の軸線と直交する前
記磁界方向あ・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面付近の１個所に混合物注入口を
設け、該注入口より前記混合物を導入し射出成形するこ
とを特徴とする異方性筒状重合体磁石の製造方法である
。

本発明方法にも・いて使用される強磁性体粉末としては
、ＭＯ，６Ｆｅ２０３（Ｍ： Ｓｒ，Ｂａ，ｐｂ等）で
表わされるフエライト磁石、ＲＣＯ，Ｒ２Ｃｏ１７（
Ｒ ： Ｓｍｊ Ｙｊ Ｌａｇ Ｃｅ ）で表わさレル
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、コバルト磁石）（例えば、Ａ＃
−Ｎｉ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系等）等がある。

１た、本発明方法にかいて使用される重合体材料として
は、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエ
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１たは
ジカルボン酸共重合体の金属架橋体樹脂等の熱可塑性樹
脂、フエ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−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ノ熱硬化性樹脂、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、好オしくは熱可塑
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９７：３〜８３：１７が好１しいが、特に８８：１２
〜９０：１０が最も好１しい。

なか本発明にあ・ける「重合体磁石」なる用語は、前記
のごとき重合体をバインダーとする磁石の意味である。

つぎに、図面を参照しながら本発明方法を詳細に説明す
る。

すなわち、第２〜３図は筒状磁石を１回に４個成形する
場合の例である。

磁場発生ヨーク１，２の間に成形用金型３を密着挾持さ
せ、その両端に電磁石４，５をそれぞれ設けてなる射出
成形機６にかいて電磁石４，５による磁界の方向（第２
図における矢印の方向）に対して直角に軸線がくるよう
に金型３に筒状空洞部７を設ける。

この金型３には、ロツド８に固着された突出桿９が嵌挿
されている。

金型３には、突出桿９の反対側に第一ダイス１０釦よび
これに当接される第二ダイス１１が設けられている。

第二ダイス１１には、スプール１２が設けられて釦り、
１た第一ダイス１０には前記スプール１２に連通するラ
ンナ１３およびこれに連通ずるノズルロ１４が設けられ
ている。

ノズルロ１４の一端はピンゲート１５を形成し、金型３
の筒状空洞部７の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面
１６付近の１個所に位置するように設けられる。

このように構成された射出成形機６にかいて、電磁石４
，５により磁界を印加させながら強磁性体粉末と重合体
材料との混合物をシリンダ（図示せず）より所定温度で
射出成形すると、混合物は溶融してスプール１２、ラン
ナ１３およびノズルロ１４を経てピンゲート１５より金
型３の筒状空洞部７に達する。

この場合の印加磁界の強さは、磁石の要求特性に応じて
変えられるが、通常４０００〜２０００００ｅであり、
好１しくは６０００〜１０００００ｅである。

１た、混合物の加熱温度は結合剤として使用される重合
体の可塑化温度によって変るが，例えばナイロン６の場
合、２７０〜３１０℃である。

ピンゲート１５より導入された混合物は、溶融した状態
で空洞７内を進むが、強磁性体はその間に磁界方向に磁
場配向する。

混合物が冷却固化したのち、消磁して１たは消磁するこ
となく第一ダイス１０および第二ダイス１１を分離する
と、スプール１２、ランナ１３およびノズルロ１４にお
ける混合物片は筒状磁石１７から分離し、１た突出桿９
を突出すと、筒状磁石１７は金型３から押出される。

さらに第一ダイス１０と第二ダイス１１とを分離すると
前記混合物片が分離する。

このようにして得られる筒状磁石は、すでに消磁してあ
る場合はさらに着磁される。

着磁は、通常の着磁条件、例えば６ ０ ０ ００ｅ前
後で行なわれる。

な卦、ピンゲート１５の形成位置は、第２〜３図に示す
ように、筒状空洞部の端面に垂直ないし傾斜してノズル
ロ１４がくるように設けてもよいし、あるいはこの端面
近くに筒状空洞部の外周面にピンゲート１５を形成させ
てもよい。

捷た、本発明方法に使用するゲートとしてはピンゲート
、サイドゲート、アるいはサブマリンゲート等であれば
、いずれのゲートであっても良い。

以上述べたように、本発明による異方性筒状重合体磁石
の製造方法は、筒状空洞部の軸線と直交する前記磁界方
向あ・よび前記軸線のいずれとも直交する方向で、前記
筒状空洞部の端面付近の１個所に混合物注入口を設け、
該注入口より強磁性体粉末と重合体材料との混合物を導
入して射出成形することにより行なわれるので、注入口
から導入された混合物は溶融状態で空洞内を進行し、そ
の間に軸線と直交して印加されている磁力線により混合
物中の強磁性体は磁力線の方向に磁場配向されるが、軸
線を挾んでこれと直交する磁力線上の筒状体両側で着磁
後に両極を形成する個所は未だ完全な溶融状態で磁場配
向され、しかも、これら両個所は注入口から同一距離で
あるために同一溶融状態であるので、第１図に曲線Ｄで
示すように対称性の優れた磁気分布が得られ、しかもト
ータルフラツクスは適度であるので、モータ等に使用し
た場合に等速回転が得られる。

なあ・、ウエルドラインは磁極に無関係な個所であるの
で問題はない。

実施例 ９０重量部のバリウムフエライトｐ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、押出し成形してベレット化した。

ついで、第２〜３図に示す射出成形機６を用い、電磁石
４，５により８００００ｅに印加した磁界面で前記ペレ
ットをノズル温度２８０℃で射出成形し、１個のピンゲ
ート１５より注入した。

消磁後、第一ダイス１０および第二ダイス１１を分離し
、突出桿９を作動させたところ筒状体（外径２０間、内
径１４１ＮＴＩＬ１長さ１５間）が得られた。

この筒状体を６００００ｅで着磁したところ、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重合体磁石の磁気分布は第１図
の曲線Ｄのとかりであり、そのトータルフラツクスは第
１表のとかりであった。

なか、曲線Ｄの場合のトータルフラツクスは、試料番号
１のものである。

比較例 １ 焼結法によりバリウムフエライト磁石の筒状体を成形し
、研摩して実施例と同一寸法に仕上げ、着磁して等方性
筒状磁石を製造した。

得られた磁石の磁気分布は第１図の曲線Ａのとあ・りで
あり、そのトータルフラツクスは第２表のとおりであっ
た。

なか、曲線Ａの場合のトータルフシックスは試料番号１
のものである。

比較例 ２ 実施例の方法において、磁界方向の１点に設けたピンゲ
ートから混合物の注入して射出成形したのち着磁し、同
一寸法の異方性筒状重合体磁石を得た。

得られた磁石の磁気分布は第１図の曲線Ｂのとおりであ
り、そのトータルフラツクスは第３表のとおりでめった
。

なお、曲線Ｂの場合のトータルフシックスは、資料番号
１のものである。

比較例 ３ 実施例の１個のピンゲート１５に対して、その対向位置
に、さらに１個のゲートを設け、これらのゲートに対し
て直交する方向に配向磁界を印加し、これらのゲートか
ら混合物を注入して射出成形して得られた異方性筒状重
合体磁石の着磁後の磁気分布は第１図の曲線Ｃのとおり
であり、そのトータルフラツクスは第４表のと釦りであ
った。

なア・、曲線Ｃの場合のトータルフランクスは、試料番
号１のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種の筒状磁石の角度と磁気分布を表わすグラ
フであり、第２図は本発明方法を行なう装置の断面であ
り、第３図は第２図の■−■線に沿う断面図である。 １，２・・・磁場発生ヨーク、３・・・金型、４，５・
・・電磁石、６・・・射出成形機、７・・・筒状空洞部
、９・・・突出桿、１０．１１・・・ダイス、１２・・
・スブール１３・・・ランナ、１４・・・ノズルロ、１
５・・・ピンゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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筒状重合体磁石を製造する方法に卦
   いて、前記筒状空洞部の軸線と直交する前記磁界方向釦
   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
   部の端面付近の１箇所に混合物注入口を設け、該注入口
   より前記混合物を導入し射出成形することを特徴とする
   異方性筒状重合体磁石の製造方法。 ２ 重合体材料は熱可塑性樹脂である特許請求の範囲第
   １項に記載の異方性筒状重合体磁石の製造方法。