JPS63216318A - 樹脂結合型希土類コバルト磁石の製造方法 - 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】 ｒ産業上の利用分野〕 本発明は、樹脂結合型希土類コバルト磁石の押出成形を
用いた製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

樹脂結合型磁石の成形には、射出成形法、圧縮成形法、
押出成形法が主に用いられている。射出成形法は、５１
１石粉末と熱可塑性樹脂からなる磁石組成物を十分な流
動性が得られる温度まで加熱し次状態で金型中に充填［
２、所定の形伏に成形するものである。圧縮成形法は、
磁石粉末と！ｌＡ硬化性樹脂からなる磁石組成物をプレ
スの金型中に充填し圧縮して成形する方法である。この
２つの成形法は・磁場を印加しながら成形することによ
り磁石粉末を配向させ磁気性能の高い磁石を製造するこ
とができる。しかしなめｔら、その成形工程に（１４磁
石組成物型内への充填、成形、成形品の取り出しという
一定のサイクルが必要であり、基本的にバッチ式生産シ
ステムであることから、射出成形法および圧縮成形法の
生産性には限界ｈ；ある。また、最近要求の高い長尺磁
石の成形に対しても、射出成形法ではキャビティーへの
磁石組成物の充填、成形品の取り出しができない等の理
由で、圧縮成形法ではパンチのストロークで成形品の長
すが決まってしまう等の理由で、共にその成形品の長さ
には限界ｈｔある。これに対し押出成形法は、流動伏襲
の磁石組成物をスクリューまたはプランジャーを使って
金型中に送り込み、この金型中を通過させることで成形
する方法である。原料の供給から成形品の取り出しまで
連続して行な５ことがで六るため非常に生産性が高く、
ま几長尺磁石も簡単に成形できる方法であるが、得られ
る成形品の磁気性能ｈ１低いとい５欠点があった。そこ
でこの磁気性能を向上させるための研究、特に磁場中押
出成形法についての研究ｈｚ多くなされている。

これの例として、円柱状磁石についてけＲＦ、　：Ｊｏ
ｈ−ｎｓｏｎの卯告（”Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ
　Ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆ　Ｂｏｎｄｅｔｄ
　Ｒａｒｅ　Ｗｒｖｒｔｈ−ｃｏｂａｌｔ　Ｍａｑｎｅ
ｔｓ、’　５ｔｈ工ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｗｏｒ
ｋｓｈｏｐ　ｏｎ　Ｒａｒｅ　Ｅａｒｔｈ−Ｃｏｂａｌ
ｔｌｉ、ａｇｎｅｔｓ　ａｎｄ　Ｔｈｅｉｒ　Ａｐｐｌ
ｉｃａｔｓｏｎｓ、　１９８１　）　／ＩＺあり円筒状
磁石については、特開昭５８−２１９７０５号公報に示
されている方法などがある。これらの方法は共に、押出
成形機の金型内に磁界を印加してこの金型内を磁石組成
物が通過する際に磁石粉末を配向させながら成形すると
いうものであった。

〔発明ｈ１解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記の製造方法は以下に示すような問題
点を有している。

（１）　　放射状に異方性を有する円筒状磁石を成形す
る場合、磁気回路の構成上磁場を印加する配向部の長さ
は成形品の内径によって決ってしまう。

ここで希土類コバルトｍ石粉末特＋ｃＲ２ＴＭ、、（Ｒ
：希土類金ＦＡ、ＴＭ：コバルトを主体とし九遷移金属
）系磁石粉末は、配向させるのに必要な磁場ｈＺかなり
高いので、配向部で十分な磁場を印加する几めにけ配向
部の長さはかなり短くしなければならない。従って内径
の小さな磁気性能の高い円筒状磁石は、実質的には成形
できない。

（２）　　円柱状ま几はシート状磁石を成形する場合配
向部の長さはある程度長くできる。しかしながら、金型
の強度的な問題からポールピース間のギャップはあまり
小さくできないので、配向部で印加する磁場はあまり高
くできない。このため成形品の磁気性能は低下してしま
う。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは磁気性能の、高い樹脂結合型磁石
を生産性良く製造する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の樹脂結合型希土類コバルト磁石の製造方法は、
希土類コバルト磁石粉末と熱可塑性樹脂からなる磁石組
成物を、混練した後に成形磁場より高い磁場で電磁し、
その後該混線物を磁場を印加しなｈｉら押出成形するこ
とを特徴とする。

本発明に使用する希土類コバルト磁石粉末とは基本組成
を希土類金属とコバルト・鉄を主体とする遷移金属から
なる組成とする金属間化合物磁石粉末のことであり、＠
に磁気的性質の優れているＲ、’ｒＭ、、系磁石粉末が
望ましい。熱可塑性樹脂としては、例えばポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリカーボネート、ボリフォニレンサ
ルファイド等のプラスチック、塩素化ポリエチレン、エ
チレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のエラストマー
、合成ゴムなどｈ；ある。これら磁石粉末と熱可塑性樹
脂は混線機にて充分混練した後造粒する。この造粒し、
几磁石組成物を直流屯磁石ま之はパルス着磁装置を用い
て、成形磁場より高い磁場で着磁する。ＲｆｉＨシ九ｍ
石組成物の小粒な押出成形機に投入してシリンダー内で
加熱、流動状態としてスクリユーま之はプランジャーに
て金型中に送り込む。

金型内に注入され几磁石組成物は、磁場を印加さ−れ几
金型中を通過することで磁石粉末が配向されなり’−ら
成形される。成形品は金型出口で冷却固化されながら押
し出されてくる。このようにして樹脂結合型希土類コバ
ルト磁石が製造されるのである。

〔実施例〕 第１図は本発明に用いた押出成形装置の一実施例を示す
図である。押出成形装置は材料投入部であるホッパー１
．シリンダ２．スクリｚ−３．シリンダ部に金型、を取
りつけるｔめ゛のアダプタープレート４．金型５および
スクリエー駆動用モータ（図には記入していない）から
成っており、さらに金型内に磁場を印加する之めの電磁
コイル７が金型の外側に配置されている。混線機にて混
線。

造粒された後着磁された磁石組成物８は、ホッパー１よ
りシリンダ２内に投入される。投入された磁石組成物は
ヒータ６によって所定の温度に加熱サレ流動伏態となり
、スクリュー３によって金型５内に送り込まれる。金型
内には電磁コイル７によって磁場が印加されており、そ
こを磁石組成物ｈｔ１［！！遇することにより磁石粉末
が配向サレｒｘ　ｈ：　ラ成形される０配向［−た磁石
組成物は金型出口で冷却固化され、磁石成形品９として
押し出されてくろ。以下に具体的な実施例について８９
．明する。

実施例１゜ 組成がＳｍ　（ｃ”０．６７２　Ｃｕｏ、　　Ｆｅ６．
ＨＺｒ６．（、ｕ）　　で平均粒径が２２μｍの磁石粉
が９２重ｆチとナイロン−１２が８重量係からなる磁石
組成物を、混練機にて２００℃で混線し之後外径が３〜
６ｇの粒に造粒し原料コンパウンドとした。このコンパ
ウンドをパルス着ｍ装置を用いて２５Ｋ（Ｍの磁場で着
磁し九後、押出成形機にて円筒状磁石に成形し几ｂｔ、
この時用い之金型を第２図に示す。金型け、外ダイ（材
料注入部外ダイ１０および成形部外ダイ１１）とマンド
レル１２とから構成されている。

材料注入部外ダイ１０は非磁性材でできてシリ、成形部
外ダイ１１も非磁性材からできているが、先端部に磁束
を誘導する之めのリング状の磁性材１１αが取りけけら
れている。また、マンドレル１２も非磁性材からで禽で
おり、やはりその先端には磁性材１２αが取りけけられ
ている。金型の外側には電磁コイル７　ｈ”−設置され
、この電磁コイル７に電流を流すと、発生する磁束は透
磁率の高い硼性材中を遜り易い几め図中の矢印Ｈのよう
に流れる。このため、マンドレル１２の先端部１２αと
成形部外ダイ１１に取りけけられ几磁性材のリング１１
αとの間の空間（配向部）に放射状の磁場が印加される
わけである。成形時の金型の温度は２５０℃であり、冷
却は金型の出口のところで強制空冷することにより行な
つ九。成形品の寸法は外径２１關、内径２０Ｑである。

第３図に、成形磁場の違いによる残留磁束密［（Ｂｆ）
の変化を。

成形前に原料コンパウンドを着磁し几場合としない場合
について比較して示す。この図から、成形前に着磁を行
なうことで成形磁場が低くても扉の高いすなわち配向度
の高い磁石をａｔｉａできることがわかる。ま之高い成
形磁場（１５ＫＯｇ付近）での磁気性能でも着磁し之場
合のほうｈ＝高くなっており、成形前の着出の効果が大
きいことがわかる。

実施例２゜ 組成６ｔ　Ｓｍ（００Ｇ、、１？！Ｏｕ、、、６＠　”
Ｏ，ｆｌ　　Ｚｒｏ、（、ｕ’ａ、ｚで平均粒径が２０
μｍの磁性粉が９４重ｉチと、塩素化ポリエチレン（塩
素含有量３０重量％のもの）６重１％からなる磁石組成
物を、混線機にて１２０℃で混練した後外径が３〜６目
の粒に造粒し原料コンパウンドとした。このコンパウン
ドを実施例１と同様に、パルス着磁装置を用すで２５Ｋ
Ｏｇの磁場で着磁し次後、押出成形！’！％および８ｇ
２図に示し比ような金型にて円筒状磁石に成形した。成
形時の金型の温度は１１０℃であり、冷却は金型の出口
のところで強制空冷することにより行な−）次。成形品
の寸法は外径７報、内径６鶴であり、成形磁場は８ＫＯ
ｖであった。第１表に得られｔ成形品の磁気性能につい
て示す。。

第１表において比較例として示したのは、成形前に着磁
をせず成形磁場１５ＫＯｇで成形した試料の磁気性能で
ある。比較例のほうが成形磁場が高いにもかかわらず磁
気性能ｈｉ低くなりでいるのはこの成形品が内径６ｇと
いう大変細い円筒形状のｔめ、配向部に１５ＫＯｇの磁
場を由加しようとすると配向部の長さは約１０１と非常
に短くなってしまい、成形時に磁石粉を充分に配向させ
ることができなかったためと考えられる。本実施例の場
合成形山場＃Ｓ８ｔＯｇと低い忙もかかわらず、高い磁
気性能が得られている。このようＫ、本発明の成形方法
は、成形品からの制約からま几金型の構造上成形山場が
高くとれない場合に非常に有効な方法である。

第１表 〔発明の効果〕 以上述べ几ように本発明の製造方法を用いることにより
、磁気性能の高い樹脂結合型希土類コノくルト磁石を生
産住良（＃！造することｈ；できる。

特に、本発明法は成形時に高い配向磁場の得にくい放射
状に異方性を有する円筒状磁石の成形に効果の大舞い製
造方法であり、小型精密でかつ高性能が要求されるステ
ッピングモータ、ＤＣモータ、センサー、プリンターヘ
ッド、マグロール等に広く利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いた押出成形装置の一実施例を示す
図。 第２図は円筒状樹脂結合型磁石のＳ場中押出成形用金型
構造を示す図。 第３図は成形前に原料コンパウンドを着磁した場合とし
ない場合の成形磁場の強さと残留磁束密度との関係を示
す図。 １−や・・・ホッパー ２・・・・・・シリンダ ３・・・・・・スクリュー ４・・・・・・アダプタープレート ５・・・・・・金型 ６．６’、６”・・・・・・ヒータ ７・・・・・・１缶コイル ８・・・・・・出方組成物 １０・・・・・・材料注入部外ダイ １１・・・・・・成形部外ダイ １２・・・・・・マンドレル Ｈ・・・・・・磁束の流れ 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 希土類コバルト磁石粉末と熱可塑性樹脂からなる磁石組
   成物を、混練した後に成形磁場より高い磁場で着磁し、
   その後該混練物を磁場を印加しながら押出成形すること
   を特徴とする樹脂結合型希土類コバルト磁石の製造方法
   。