JPS6010279A - 異方性永久磁石の製造方法 - Google Patents

異方性永久磁石の製造方法

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JPS6010279A
JPS6010279A JP11786483A JP11786483A JPS6010279A JP S6010279 A JPS6010279 A JP S6010279A JP 11786483 A JP11786483 A JP 11786483A JP 11786483 A JP11786483 A JP 11786483A JP S6010279 A JPS6010279 A JP S6010279A
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anisotropic
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JP11786483A
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Shuichi Shiina
椎名 修一
Kimio Uchida
内田 公穂
Shigeo Tanigawa
茂穂 谷川
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Proterial Ltd
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Hitachi Metals Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0013Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fillers dispersed in the moulding material, e.g. metal particles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F13/00Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
    • H01F13/003Methods and devices for magnetising permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0273Imparting anisotropy
    • H01F41/028Radial anisotropy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/02Permanent magnets [PM]
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    • H01F7/0252PM holding devices
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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】 本発明は強磁性粉末と高分子化合物を含む混線物を磁場
中で加圧成形する工程を含む異方性永久磁石の製造方法
に関する。
電子写真複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像再
生装置(乾式)においては、磁性現像剤(磁性キャリア
とトナーとの混合粉体である二成分現像剤あるいは一成
分系の磁性トナー等)の搬送手段(例えば現像ロールあ
るいはクリーニングロール等)として、非磁性スリーブ
の内部に複第個の磁極を有する永久磁石部材を設置し1
両者を相対的に回転させるように構成したマグネットロ
ールが一般に使用されている。
上記のマグネットロールにも種々の構造のものがあり5
例えば実公昭57−9798号公報に記載されているよ
うな、ツーライト粉末を磁場中でプレス成形後焼結して
得られる長尺の異方性ブロック磁石を軸の周囲に固定し
て形成した永久磁石部材を用いるもの、あるいはハード
フェライトからなる円筒状永久磁石を軸に固着して形成
した永久磁石部材を用いるもの(例えば特公昭55−6
907号公報、特公昭55−47045号公報参照)な
どが挙げられる。しかるに前者の場合は1組立工数が犬
となるおよび低温減磁が生ずるなどの問題があり、一方
後者の場合は磁極間部分にも磁石材料が使用されかつ焼
結体の密度も約5f/diと太きいため重量が犬となる
という問題がある。またツーライト磁石は、一般に、材
料自体が脆弱であることから焼結時あるいは焼結後にク
ラックや割れが発生し易く1歩留が悪いという問題もあ
る。
これに対して、主として軽量化のために強磁性粉末(一
般にはツーライト粉末が使用される)と高分子化合物(
一般にはゴム又はプラスチック材料が使用される)を主
体とする混練物を押出成形あるいは射出成形の手法によ
り円筒状に一体に成形しついで冷却固化後着磁したいわ
ゆる樹脂磁石を用いたマグネットロールが提案され、実
用化が検討されている。(例えば特開昭56−1082
07号。
同57−150407号、同57− i 6!50?号
等の各公報参照) この円筒状磁石を製造する場合、樹脂磁石は焼結磁石よ
りも密度が低いのでフェライト磁石と同等の磁気特性を
得るためには、冷却固化が完了するまでの間に強磁性粉
末の磁化容易軸を着磁後の磁石内部の磁力線方向に一致
させる。いわゆる異方性化の工程が必要なことは周知で
ある。(例えば実開昭51−62596号公報参照)異
方性を有する円筒状樹脂磁石(以下単に異方性円筒磁石
という)の製造方法について種々の提案がなされている
が1例えば特公昭57−170501号公報に記載され
ているような、成形空間を取囲んで磁性体ヨークと非碍
性スペーサを交互に組合せかつ外側に磁化コイルを設置
した金型を用いるかあるいは、成形空間の外周に磁化コ
イルを埋設した金型を用いるのが一般的である。
しかしながら前者の金型を用いる場合は、成形空間内に
所定の強さの磁界を発生させるために。
大電圧低電流型の電源を用いかつ磁化コイルの巻数を多
くして起磁力を大きくすることが行なわれ。
るが1次のような欠点がある。すなわちコイル収容スペ
ースが大となり設備が大型化してしまい。
更に金型の外側からヨークにより、磁化コイルで励磁さ
れた磁界を成形空間内に有効に収束させるために磁路長
さを長くせざるを得す、よって起磁力のかなりの部分が
漏洩磁束として消費されてしまう。
一方後者の場合は、特公昭58−8571号公報に記載
されているように、低電圧大電流型あるいはコンデンサ
ー型電源を用いて、コイルの巻数を少なくして大電流を
流して所定の起磁力を得ているが1次のような欠点があ
る。すなわち磁化コイル自体は比較的小型化が可能であ
りかつ磁化コイルが金型内にあるため磁路を短くして磁
束の漏洩を防止することも可能であるが、コイルに数千
アンペアの大電流を流すとジュール熱による著しい発熱
を生じるので大がかりな冷却機構が必要となる。
しかも磁気特性の点からは、配向を高めるために金型を
保温して成形体の固化時間を長くする必要がある。従っ
てこの場合は、磁気特性をある程度無視して磁化コイル
を十分に冷却するかあるいはサイクル時間を長くして成
形能率をある程度無視せざるを得ない。
そこで異方性円筒磁石の製造に永久磁石による磁気回路
を備えた金型な使用することも考えられるが、製造条件
(特に原料)についての十分な検討がなされておらず実
用化には至っていない。
本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、永久
磁石式磁気回路を備えた金型な用いても所定の磁気特性
を有する異方性円筒磁石が得られる異方性永久磁石の製
造方法を提供することである。
本発明の異方性永久磁石の製造方法は、少なくとも強磁
性粉末と高分子化合物を含む混合物を磁場の存在下1円
筒状の成形空間を有する金型内で射出又は押出成形し、
ついで得られた円筒状成形体の外周面に異方性方向と同
方向に多極着磁を施してなる異方性永久磁石の製造方法
において、前記強磁性粉末として平均粒径0.9〜2.
5μmの範囲にある5r−フェライト粉末を平均粒径が
0.9〜2.5μmの範囲にあるBa−フェライト粉末
を5〜25重量%と混合して使用すると弁圧前記高分子
化合物としてポリアミド系樹脂とポリエチレンワックス
の混合樹脂を用い、前記強磁性粉末ヲ85〜89重量係
含む混合物を永久磁石とヨークを含む磁気回路を有する
金型内で射出又は押出成形したことを特徴としている。
以下本発明の詳細を製造工程順に説明する。
まず原料のうち強磁性粉末としてはマグネ・ソトプラム
バイド型結晶構造を有するフェライト粉末(MO−nF
a203CMIEr 、Sr 、 pbの1種又は2種
以上、n=5〜6)〕、アルニコ磁石粉末、 Ft −
Cr−C。
系磁石粉末、希土類コバルト磁石等が一般に知られてい
るが1本発明では磁気特性ならびに製造コストの点から
ツーライト粉末を使用する。ツーライト粉末としては平
均粒径が0.9〜2.5μmの範囲にあるもの→を適当
であるが、特にBaCOs (5rCO5)とF’ 2
05を混合し1150〜1500 t!の温度で仮焼し
ついで800へ1000℃の温度で歪取り焼純な行なっ
て。
最終的にモル比nが50〜589範囲にあるフェライト
粉末を用いることが磁気特性の点から好ましい。
更に本発明者等の検討によればツーライト粉末としてS
r−フェライトに適量の1ea−フェライト粉末を加え
たものを用いることにより良好な磁気特性が得られるの
が見出された。具体的には、Ba−フェライトの配合量
はフェライト粉末全量に対して5〜25重量%が適当で
ある。Ba−フェライトの併用により良好な結果が得ら
れる理由は、詳細(ま不明だが1次のようなことと考え
られる。5r−フェライト単独使用の場合は5r−フェ
ライトの固有保磁力が5000〜50000s l高く
1本発明による永久磁石を用いた配向磁界強度6000
〜8000Cfでしま5r−フェライトの保有する飽和
磁化の75〜85%程度の異方化が可能であるが、85
%以上の配向を得ることは困難である。そこで配向磁界
強度カニ 6000〜80000gで85%以上の異方
化を得るために、5rフーライトとOxのボテンシアル
が同等で固有保磁力が2000〜1000cのBaフェ
ライトを適量配合することにより、実質的な異方化度を
高めること力;可能となる。
次に原料のうち高分子化合物については、ナイロンなど
のポリアミド系樹脂と1重量平均分子量が1.000〜
10.000 の範囲にある炭化水素樹脂であるポリエ
チレンワックスを混合して用艷ることか。
耐熱性、成形性1強度、配向性の点から適当であること
が確認された。特にポリエチレンワックスの使用により
、磁性粒子の粒径を小さくすることができ、磁気特性の
向上に有効である。ただしポリエチレンワックスの配合
量は少なすぎても効果がなく、多すぎると樹脂の耐熱性
が低下するので樹脂全量に対して4〜30重量%が適当
である。
上記のツーライト粉末と高分子化合物を加熱混練して原
料混合物が得られるが、ツーライト粉末の配合量は混合
物全量中に85〜B9重量%含有させることが好ましい
。これは85重量係以下では十分な磁気特性が得られず
、89重量係を越えると成形性が低下するからである。
また原料混合物としては二流化モリブデン、ステアリン
酸カルシウム。
油等の滑材や有機ケイ素化合物、有機チタネート化合物
等の添加物を少量(数重量係以下)加えてもよい。
次に上記の原料混合物を永久磁石とヨークを含む磁気回
路を有する金型を備えた射出成形機もしくは押出成形機
に投入し、磁場を印加しながら金型内で成形し、射出成
形の場合は冷却固化後金型から取出し、一方押出成形の
場合は成形後冷却固化して円筒状の成形体が得られる。
この成形体を必要に応じ所定寸法に加工した後軸を固着
しついで異方性方向と同方向に着磁して異方性永久磁石
が得られる。
上記の成形工程においては1例えば第1図もしくは第2
図に示すような金型を使用すること釦より十分な異方性
化を達成できる。
まず第1図は偶数個(図では4極であるが、6極以上も
可能である)の磁極を有する永久磁石を得るための金型
の一例を示す概略断面図である。図中、1は内部にコア
2を有する成形空間を示しており、成形空間1の外周に
は、希土類コバルト磁石3.〜54が交互にN、S極が
成形空間に対向する如く配置され、更に成形空間1と希
土類コバルト磁石3.〜34の間には磁束を有効に成形
空間内に収束させるためのヨーク(軟磁性体)4.〜4
4が設置されている。また希土類コバルト磁石5.〜5
4は。
希土類コバルト磁石3.と52 + 5.と5a + 
52と5s # 33と54の間で短絡する磁束を実質
的[0にするために、希土類コバルト磁石5.〜34の
成形空間側の磁極と同極性の磁極が対向するよう設置さ
れている。
また各希土類コバルト磁石の外周には磁気回路のパーミ
アンスを高めかつ閉じた磁気回路とするためにヨーク(
軟磁性体)6が設けられている。
このような希土類コバルト磁石と軟磁性体からなるヨー
クを組合せた磁気回路を備えた金型を用いることにより
、異方性化のために必要な高い起磁力、具体的には6o
oo〜8000(7gの強さの磁場を得ることが可能で
あるが、希土類コバルト磁石としてはlJrが8.00
0G以上(好ましくは9.0DOG以上)でかツrHc
が1[1,000以上(好ましくは15.0GO(Jg
 u上)の磁気特性を有するものを使用すればよい。
次に第2図は奇数個(図では3極であるが、5極以上も
可能である)の磁極を有する永久磁石を得るための金型
の一例を示す概略断面図であり。
第1図と同一機能部分は同一の参照符号で示す。
第2図に示す金型は、永久磁石の磁極群のうち同極性の
磁極間部分に対応する位置において、希土類コバルト磁
石52.53間に非磁性スペーサ7を挾んで希土類コバ
ルト磁石52.53を設けた以外は実質的に第1図と同
等の磁気回路を有している。
以下本発明の詳細な説明する。
具体例1゜ 5rco、とpg 、o、を混合し、 1200υで6
0分仮焼し、平均粒径1μmに粉砕しついで900℃で
!IO分焼純を行なって、50時のSr−フェライト粉
末(n=58)を準備し、一方BttC05とFe2O
3を混合し、1250でで60分仮焼し、平均粒径1μ
mK粉砕しついで800Vで50分焼純を行なって50
即のBa−フェライト粉末(n=5.8)を準備した。
これらのツーライト粉末とポリアミド樹脂(東し製ナイ
ロン6)、ポリエチレンワックス(三井石油化学製HI
WBX2oo )を原料として用い次のような実験を行
なった。
まずBa−フェライトの配合量を変えた5種類のツーラ
イト粉末をそれぞれ10即づつ調整し、各フェライト粉
末を用いてポリアミド樹脂とポリエチレンワックスを5
11の重量比で混合した樹脂55時を加えて240でで
加熱混練して、5種類の混線物を得た。次いで各混線物
を第1図に示す金型をそなえた実数用射出成形機に投入
し、 260 v、70に9/cJの条件で金型内圧射
出成形しついで冷却固化した。この場合金型にはk =
 9.0000.1Hc=10.000Qgの希土類コ
バルト磁石(日立金属製H−22A)を用い、成形空間
の表面の磁束密度は第6図に示す通りである。
そして各成形体(外径30ttanIll+内径12門
φ、長さ260 +11111 )を外径24mφに加
工後4極着磁を施して異方性永久磁石を得られた。これ
らの永久磁石の磁気特性は第1表に示す通りであり、B
a−ツーライトを5〜25重量係含むことにより良好な
結果が得られている。また第1表の/ra5の永久磁束
密度分布は第5図に示す通りである。
第 1 表 具体例2゜ 具体例1において、 Ba−フェライト粉末を5重量係
官むフェライト粉末を準備し、このツーライト粉末の配
合量を変化させて5種類の原料混線物を準備した以外は
同様の条件で、異方性永久磁石を製作した。これらの永
久磁石の磁気特性は第2表に示す通りであり、ツーライ
ト粉末の配合量が85〜89重量%の場合忙良好な結果
が得られている。
なお比較のために樹脂としてポリアミド樹脂のみを用い
た場合の結果を第2表の應6.7に示しである。
第2表 具体例6 具体例1において、金型として第2図に示すものを用い
た以外は同様の条件で実験を行なったところ第5表に示
す結果が得られた。ただしこの場合の金型内面の磁場強
度は第4図に示す通りである。また第6図は第5表の應
3の永久磁石の磁束密度分布である。
第 5 表 具体例4゜ 具体例2において、金型として第2図に示すものを用い
た以外は同様の条件で、異方性永久磁石を製作したとこ
ろ、第4表に示す結果が得られた。
第4表 以上に記述の如く1本発明によれば所定の磁気特性を有
する異方性樹脂を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明に使用される金型の一例を示す
概略断面図、第3図および第4図はそれより得られた異
方性永久磁石の磁束密度分布を示す図である。 看+成形空間、2:コア、3.〜54+51〜54I希
土類コバルト磁石、7I、^44Iヨーク、61ヨーク
。 7Iスペーサ。 I 1 図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 少くとも強磁性粉末と高分子化合物を含む混合物
    を磁場の存在下1円筒状の成形空間を有する金型内で射
    出又は押出成形し、ついで得られた円筒状成形体の外周
    面に異方性方向と同方向に多極着接を施してなる異方性
    永久磁石の製造方法において、前記強磁性粉末として平
    均粒径が0.9〜2.5μmの範囲にある5r−フェラ
    イト粉末を平均粒径が0.9〜2.5μmの範囲にある
    Bα−フェライト粉末5〜25重量係と混合して使用す
    ると共に前記高分子化合物としてポリアミド系樹脂とポ
    リエチレンワックスの混合樹脂を用い、前記強磁性粉末
    を85〜89重量係含む混合物を永久磁石とヨークを含
    む磁気回路を有する金型内で射出又は押出成形したこと
    を特徴とする異方性永久磁石の製造方法。 2、 永久磁石としてBTが8000G以上でかつiH
    cが10.000□−以上の磁気特性を有する希土類コ
    バルト磁石を用いた金型内で射出又は押出成形するとと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の異方性永久磁
    石の製造方法。
JP11786483A 1983-06-08 1983-06-29 異方性永久磁石の製造方法 Pending JPS6010279A (ja)

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DE8484106414T DE3484406D1 (de) 1983-06-08 1984-06-05 Methode und apparat zur herstellung von anisotropen magneten.
EP84106414A EP0128508B1 (en) 1983-06-08 1984-06-05 Method and apparatus for producing anisotropic magnets
US06/618,183 US4604042A (en) 1983-06-08 1984-06-07 Apparatus for producing anisotropic magnets

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021125494A (ja) * 2020-02-03 2021-08-30 日立金属株式会社 マグネットロール成形用金型及びマグネットロールの製造装置

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JP2021125494A (ja) * 2020-02-03 2021-08-30 日立金属株式会社 マグネットロール成形用金型及びマグネットロールの製造装置

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