JPS59181952A - 磁気異方性を有するリング状成形体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気異方性を有するリング状成形体の製造法に
関するものであシ、４！にリング状プラスチック磁石ま
たはその素材として好遣な磁気異方性を有するリング状
成形外のｙＪ　ｍ法に関するものである。

最近の自動制御様器等の発展に伴い、ステソ状磁石が多
く用いられているが、こねは主にフェライト等の磁性粉
末を焼結して磁気的に等方性のリング状成形体とし、こ
れ（て放射状方向に着磁を行なうととてよＩ）製造され
たものである、まだ、磁性粉末をゴムやプラスチックと
練シ合せて磁気的に等方性のリング状成形体とし、これ
に放射状方向に７Ｊ磁したプラスチック磁石も用いられ
ている。高性能の磁石を製造するには、磁性杓末を成形
してリング状にする過程において磁性粉末匠配向を起さ
せて磁気異方性を有するリング状成形体とするのが望ま
しい。そして磁性粉末の配向が放射方向に揃っているほ
ど磁気特性に変れた磁石が得られる。

本発明は磁性粉末を放射方向に良好に配向させるととが
でき、しかも生産性の高いリング状成形体の製造法を提
供するものである。

本発明πよれは、比透磁率の大きい側斜で構成された外
型に設けられた孔とそとに挿入された比透磁率の大きい
材料で構成された内型とでその側壁が形成されてしるリ
ング状キャビティを複数個有する金型と、この金型に伽
・場を発生させ得るように金型と分離して設けられてい
るンレノトドコイルとを有する成型装置の該キャビティ
（で、磁性粉末を含む磁石用組成物を磁性粉末が変位し
得るように充填して内型、磁石用組成物および外型を磁
気的異方化し、該ソレノイドコイルに筆１流を通して内
型の両端名・からキャビティ部方向への磁場寸だはその
逆方向の磁場を発生させ、該キャビティ部にお′いて該
磁場を内型から外型またはその逆方向に向けることによ
りキャビティ内の磁性粉末を放射状に配向させ、次めで
キャビティ内の磁石用組成物を固化させることにより、
磁気異方性を有するリング状成形体を工業的有オリに生
産することができる。

本発明について更に詳細Ｋｆｉ明すると、本発明は磁性
粉末を含む磁石用組成物を成形してリング状成形体とす
る過程において、磁性粉末をリング内で放射方向、すな
わちリングの半径方向に配列させる方法である。磁性粉
末を含む磁石用組成物を成形、着磁してリング状の伽・
石とすることは公知で、ｂＤ、その方法としては磁性粉
末を加圧成形したのち焼結、着磁して焼結磁石とする方
法と、磁性粉末にエポキシ樹脂やナイロン樹脂を混合し
たものを押出成形したり射出成形しタシしたのち着磁し
てプラスチック磁石とする方法が一般的に行なわれてい
る。本発明方法はこれらのいずれにも適用できるが、磁
気的異方性を有する成形体を焼結すると割れ易いので、
プラスチック磁石に適用するのが有第１」である。特に
高い生産性を介挿できる射出成形に有利に適用される。

＝１だ特開昭オグー２３．９９２号に記載のように１　
リング状に成形したプラスチック磁石素材を金型内で再
溶融して磁気的異方化を行なう場合にも適用することが
できる。

本発明では複数のリング状キャビティを有する金型を使
用する。金型は外型と内型とから成っており、外型に設
けた孔に挿入された内型の周壁とで各キャビティの側壁
が形成されている。

外型および内型はいずれも磁束の通路として作用するの
で、比透磁率（本明細書において比透磁率とは、真空中
での透磁率に対する比であり、その側斜のＢ−Ｈ曲線で
の勾配の最大値を意味する。）の大きい側斜、通常は比
透磁率が３−０以上、好捷しくは／θ０以上ｃ拐料側斜
えば比透磁率がとθ〜２００のＳ　Ｋ　１）　；財で製
作−さ江る。

丑だ、その形状は、キャビティ部分に磁束が集中して磁
束密度が高くなるよう尾、例えは第３図て示すよう６ζ
ギーＶビテイの高さく一リング状成形体の高さ）Ｋ比し
て外型を厚くしたシ、内型をキャビティ部分以外の位置
で太くしたシするのが好ましい。通常、佑勘はキャビテ
ィの高さの２倍以上、好捷しぐは３倍以上の厚さの強磁
性体からなる板で製作され、板の両面がら漏斗状尾凹ｔ
ｆｂを形成し、板の中央剖、にキャビティを形ノ＆する
。もちろん所望ならば、外型けいくつかに分割し得るよ
うになっていてもよく、また異種の材料で構成されてい
てもよい。キャビティの上底および下底を構成する部材
は、との部材を通って磁束が内型力・ら外型捷たは外型
がら内型に流れるのを阻止するだめ、比透磁率の小さい
側斜、例、えはべｌ）　リウム銅などの非磁性体で製作
される。

金型の外部Ｋｕ、金型に磁場を発生させ得るように複数
のソレノイドコイルが配置されている。各ソレノイドコ
イルは通常、ポールピースを有しており、力・つポール
ピースは金型と磁気的に結合している。すなわちポール
ピースはその端部において内型と磁気的に結合する力・
まだは外層と磁気的に結合している。まに、　Ｖ１ポー
ルピースはその一端において内型と磁気的に結合し、他
端において外型と磁気的に結合し、ている。

ポールピースと内型との磁気的結合は内型の両端部（て
おいて行なわれ、もってソレノイドコイルに′電流が流
れると内型内にキャビティ部方向への、またはその逆方
向の磁場を生じさせるようになっている。すなわちキャ
ビティ部の内型内には、方向が／ざθ０異なる磁場が発
生ずるようになっている。キャビティ部の内型内のこし
ているポールピースおよびそれを囲繞するソレノイドコ
イルはキャビティ部を中心Ｋして対称になるようにする
。

ポールピースを外型と磁気的に結合する際は、外型の中
心線π対してポールピースが互に対称になるように外型
の端部に位置させるのが好ましい。まだ、各ポールピー
スに発生する磁束は大きさもいずれも等しくするＣが好
ま１−ｚ０通常、ソレノイドコイルは、２４固とし、そ
れぞれのソレノイドコイルのポールピースを外型の相対
する側壁に接触させることにより両者の磁気的結合を行
なう。

本発明を図面を参照して更に具体的ＫＧ明すると、第１
囚は本発明で使用する成形装置の／ρυの磁気回路を主
体とした概念し１である。図中５（］）ｌｄホールピー
ス、（２）はこれを囲繞するルノが設けられている浮板
状の外型、（５）け外型と内型を宙１ノ壁とするキャビ
ティである（キャビティの上底、下底、キャビティへの
磁石用絹Ｉｊｙ：、物の供給手段およびキャビティから
の成形体の取出し手段等の成形装置の機械的構成は、公
知の成形装置のそれに準するものであシ、省略されてい
る。また、内型および外型も通常はいくつかに分割され
得るようになっているが、便宜上一体のものとして示し
である。）。第２図は内型の代りに外型とポールピース
とが磁気的に結合している成形装置の概念図であり、参
照数字は第１図と同じである。第３図は、第一図におし
てキャビティに磁束が集中しやすいように内型図と同じ
で６Ｄ、（６）はキャビディの上底笥（相、（７）け下
底部材である。

本発明においてｄ１先ずキャビティ（５）　Ｋ　磁ｎ粉
末を含む磁石用組成物を、磁性粉末が変位、すなわちそ
の位置や姿勢を変え得るように充填する。

磁性粉末としてはフェライトをけじめ任意のものを用い
得るが、高性能の磁石を与えるサマリウムーコバルト合
金など稀土を含む合金が好ｔＬい。このようを合金の粉
末に十分な配向を起させるＫけどに−Ｏｅ以上の空間磁
場の強さを必扱と干るが、本発明方法によればキャビテ
ィ内に容易にこのような強い磁場を発生させること左右
のンレノイドコイル（２＋　ｉｃ矢印のように逆向きの
電流を通すと、第１図の装置では内？Ｗにその中心部方
向への大きな磁場が発生し、磁束か左右力）らキャビテ
ィ部に集中する。なお、ンレノイドコイルへの電流の供
糺は、キャピテイ内へ磁石用組成物を充填干る以前７′
Ｉ）ら行なわれてＡてもよめことは勿論である。キャビ
ティ部に集中した磁束は、金型と磁石用Ｍｉ欣吻との比
透イ必率が大きく異なるので、内型から外型ぽたけ外型
から内型へと放射状に流れる。こねにょシキャビティ内
の磁性粉末は放射状に配向する。

例えば第６図（ｄ、第２図の装置において外型力・ら内
型に磁束を集中させたときのキャビティおよびその周囲
の磁束の大きさと向きの７例を示すもので、キャビティ
周辺における不均一にもかかわらず、キャビティ内では
磁束は放射状に均−ｔｆｃなってｂる。次いでキャビテ
ィ内の磁石用ｍ波切を、冷却や架橋反応、加圧等にょシ
固化させると、磁性粉末が放射方向に配位したルＲ気異
方性の成形体が得られる。この成形体はそのままで磁石
として用いることもでき、また消磁したのち所望の極数
に着磁して磁石とすることもできる。

本発明Ｑておしては、キャビティ内において磁束を内刃
から外）ｉ！またはその逆方向へと、できるたけ完全に
放射状（・て−することか重要である。

これを実現する一つの手段は、キャビティ内の磁石用組
織物りで比してキャビティ部における金力の比透磁率を
大きくすることである。）ｍ常は磁石用組成物に対し９
０倍以上、好捷１くけ５０倍以上の比透磁率を有する金
型を用いる。

磁性粉末の配向の点からは、この比が大きいほど好まし
い。しがし、工業的に用い得る相料の比透磁率は最大で
も／θ５程度であり、かっこのような比透磁率の大きい
材料は現状では金型の一部として超ともかく、金型本体
Ｋ　＆−ｊ伯ｊ用し得ない。金型本体の材料として現状
で使用（つるのけ、強要、＠！度、加工性等の点力・ら
、最大でも比透磁率が！００程度のものである。本発明
におりてけ、外型中における磁束密度の分布およびその
方向をキャビティの全周にわたって等りぐすると、！：
は不可能であるが、上述の比透磁率の比を十分て大きく
とることにより、キャビティ内の磁束の方向を放射状に
近つけ、力）っ磁束密度の分布もほぼ等りくすることが
できる。

キャビティ内の磁束の方向と磁束密度の分布を調整する
他の手段け、外型に部分的Ｉ（比透磁率の相対的π高力
または低い材料を用いたシ、外型の一部に空隙を設けた
一部して、外型のキャビティ周辺における磁束密度がよ
シ均一になるようにすることである。例えば第９図は外
型の一部に、透磁率の相対的に高いイ２料（８）￥ｆ−
用いて、キャビティ相互間およびキャビティと外型縁辺
間の剖分の磁束密度が増加するようにしだ例である。ま
た第５図は外型のポールピースとキャビティを結ぶ線上
に空隙（９）を設け、この線上のキャビティ部の磁束密
度が減少するようにしだ例でちる。このようにすれば、
第一図の場合眞比して、キャビティ内の磁束の方向をよ
り放射状に近づけ、かつ磁束密度をよシ均一になるよう
にすることができる。

なお、本発明で用いる成形装置では、ポールピース（１
相互に磁気的に結合していてもよく、またそれぞれのポ
ールピースの両端を内型および外型と磁気的に結合させ
て閉回路を形成させてもよく、さらＫけ第１図および第
Ω図に示す如く内型または外袋の一方だはをポールピー
スと磁気的に結合させるだけでもよい。後者の場合には
、キャビティからポールピースと結合していない外型ま
たは内袋の端部までの距離を十分に犬きくして、端部に
おける磁気の漏洩の影響が、キャビティ部における磁場
にできるだけ及ばないようにするのが好ましい。例えば
内型たけがポールピースと結合してＡる場合には、ギヤ
ビテイカ・ら外型の端部までＣ距１ｌｉｉ１をキャビテ
・ｒの直径の一〜夕倍とすれｄ：よい。

本発明方法におけるキャビティ音１の放射方向磁場Ｑて
ついて例示すると、第１図の装−で外型および内型を比
透磁率約７００、最大飽和磁束密度約／７ＫＧの濁料で
次のように製作１．た。

外型、夕Ｏθ×３００×２θ７ｎｍの板状、キャビティ
部の直径３０ｍｍ、高さ６ｍＩｎ、キャビティ部の周囲
はキャビティ部に向け てり０度の傾斜で漏斗状に窪んでいる （第３図参照）。

２個のキャビティの中心間の距離は 　０　ｍｍ 内型二面径＋２’１ｍＴｌ、長さ７０Ｍｍ内型の両端を
それぞれのポールピースと接かさせ、ソレノイドコイル
て矢印の方向に３００００（ＡＴ）の電流を通した。キ
ャビティ部における放射方向の磁場は、Ａ点（上下のキ
ャビティの中心を結ぶ線上）およびＢ点（左右のキャビ
ティ○中心を結ぶ線上）におりで、それぞり。

Ａ点　　　／θ、り（ＫＧ） Ｂ点　　　タ、、２　（ＫＧ） であシ、補出磁石用の磁性粉を放射状に配向させるに十
分な値でめった。

また、第３図の装置で外型および内バνを、比透磁率約
／θ０、最大飽和磁束密度約／７ＫＧの側斜１′、次の
よって製作した。

外型：／に０×／♂Ｏ×２０ｍ７りの板状、キャビティ
部の直径、２０　Ｔｎｌｎ、高さ６關、キャビティ部の
周囲は、キャビティ部に向 けて９０度の傾斜で渕ｊ斗状に藩んでいる（第３図参照
）。

キャビティの中心開路１ｉ、ｉｔ　ｉｄ￥ｓ　ｍｍ内型
二直径ｉｔ＜ｍｍ％長さｔｏｍｍＣ棒状で、その上下部
分は／、！Ｏｘ　７０　Ｘ　２０１ｔｍの板に接続され
ている。

外型のオＬ、効する両辺をポールピースに接触すせ、ソ
レノイドコイルに矢印の方向［，２６０００（ＡＴ）の
電流を通しだ。キャビティ部における放射方向の磁場（
、−１′、０点（キャビティの中心を結ぶ組上）、およ
びＤ点（キャビティの中心を通り、力）つキャビティの
中心を結ぶ線Ｋｇ交する線上）において、それぞノ１ ０点　　　／／、０　（ＫＧ） Ｄ点　　　／／、７　（ＫＧ） であり、補出磁石用の磁性、粉を放射状に配向させるに
十分な１直であった。

【図面の簡単な説明】

第７図は本発明方法を実施するのに過当な成型装置の７
例である。第一図は本発明方法を実施するのに適尚な成
型製型の他の例である。第３図は第２図の装置において
、金型の他の例を示すものである。第７図および第５図
は第一図の装置において、それぞれ金型のさらて他の例
を示すものである。第６図は第２図の装置において、キ
ャビティおよびその周辺剖、における磁束の向きおよび
大きさの７例を示す図であり、矢印の向きは磁束の向き
を示し、その長ざが俤を束の大きさを示している。 （１）ポールピース、　（２）ソレノイドコイル、（３
）内型、　（４）外型、　（５）キャビティ、（６）キ
ャビティの上底、（７）キャビティＣ下底、（８）透磁
率の相対的に大きい相和、 （９）空隙 代　理　人　　弁理士　長谷用　　− ほか／名 巣）図 昂３　図 第４　図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）比透磁率の大きい材料で構成された外型如設けら
   れた孔とそこに挿入された比透磁率の大きい材料で構成
   された内型とでその側壁が形成されているリング状キャ
   ビティを複数個有する金型と、この金型に磁場を発生さ
   せ得るように金型と分離して設けられているソレノイド
   コイルとを有する成型装置の該干ヤビテイに、磁性粉末
   を含む磁石用組成物を磁性粉末が変位し得るように充填
   して内型、ｂ石川組成物および外型全磁気的に結合し、
   該ソレノイドコイルに電流を通して内型の両端部゛。 からキャビティ部方向への磁場またはその逆方向の磁場
   を発生させ、該キャビティ部如おいて該磁場を内型力・
   ら外型またはその逆方向に向けることによシキャビテイ
   内の磁性粉末を放射状に配向させ、次いでキャビティ内
   の磁石用組成物を固化させることを特徴とする磁気異方
   性を有するリング状成形体の製造法。
2. （２）　　キャビティ部の内型に両端部方向からかかる
   磁場まだは内型から両端部方向に向かう磁場がほぼ等し
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造法
   。
3. （３）キャビティ部における金型の比透磁率とキャビテ
   ィ内の磁石用組成物の比透磁率の比が３０以上であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項または第２項記載
   の製造法。
4. （４）　キャビティの空間磁場の大きさがとＫＯｅ以上
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかに記載の製造法。
5. （５）　ソレノイドコイルがポールピースを有しておシ
   、かつこのポールピースが内型および／または外型と磁
   気的に結合していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第７項のいずれかに記載の製造法。
6. （６）それぞれポールピースを有する２個のソレノイド
   コイルの中間に金型が配置されておシ、各ポールピース
   は内型の端部または外型の相対する端部［と磁気的て結
   合していることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第７項のいずれかに記載の製造法。
7. （７）　　ポールピースが互に磁気的異方化しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の製造法、