JPS6366044B2 - - Google Patents

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JPS6366044B2
JPS6366044B2 JP11785783A JP11785783A JPS6366044B2 JP S6366044 B2 JPS6366044 B2 JP S6366044B2 JP 11785783 A JP11785783 A JP 11785783A JP 11785783 A JP11785783 A JP 11785783A JP S6366044 B2 JPS6366044 B2 JP S6366044B2
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magnetic
magnet
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earth cobalt
mold
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JP11785783A
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JPS6010610A (ja
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Shigeo Tanigawa
Kimiho Uchida
Shuichi Shiina
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Proterial Ltd
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Hitachi Metals Ltd
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Priority to US06/618,183 priority patent/US4604042A/en
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    • 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
    • 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
    • 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
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    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/02Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0231Magnetic circuits with PM for power or force generation
    • H01F7/0252PM holding devices
    • H01F7/0268Magnetic cylinders

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

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練
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,フアクシミリ,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
(磁性キヤ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数
個の磁極を有する永久磁石部材を設置し、両者を
相対的に回転させるように構成したマグネツトロ
ールが一般に使用されている。
上記のマグネツトロールにも種々の構造のもの
があり、例えば実公昭57−9798号公報に記載され
ているような、フエ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ツク磁
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、あるいはハードフエライトからなる
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55−6907号公
報、特公昭53−47043号公報参照)などが挙げら
れる。しかるに前者の場合は、組立工数が大とな
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5g/cm3と大きいため重
量が大となるという問題がある。またフエライト
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ツクや割れが発生し
易く、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(一般にはフエ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ツク材
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ツ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56−108207
号,同57−130407号,同57−16450号等の各公報
参照)なお生産能率及び寸法精度の点からは射出
成形が有利であり、射出成形の場合は軸を一体イ
ンサート成形することも知られている。
この円筒状磁石を製造する場合、樹脂磁石は焼
結磁石よりも磁粉の充填密度が低いのでフエライ
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。(例えば特開昭51−62396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も種々の
提案がなされているが、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磁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、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ず、よつて起磁
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、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ユ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。従つてこの場合は、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。
本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解消
し、比較的簡単な設備で所定の磁気特性を有する
マグネツトロールが得られる異方性マグネツトロ
ールの製造方法を提供することである。
本発明の異方性マグネツトロールの製造方法
は、強磁性粉末と高分子化合物を主体とする混合
物を磁場の存在下、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、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奇数極着磁を
施してなる異方性マグネツトロールの製造方法に
おいて、前記成形空間の前記磁極部分に対応する
位置に各々ヨークを設置しかつ該ヨークの外側に
各々希土類コバルト磁石を設置すると共に、前記
ヨーク間のうち同極性の磁極が2個並ぶ磁極間に
少なくとも非磁性スペーサを設置し、他のヨーク
間には前記希土類コバルト磁石との間に反発磁気
回路を形成する希土類コバルト磁石を設置してな
る金型を用いたことを特徴としている。
以下本発明の詳細を図面により説明する。
第1図は本発明に使用される金型の一例を示す
断面図である。
第1図において、金型は内部にコア2を同心に
設けてなる円筒形の成形空間1の周囲に、半径方
向に着磁された希土類コバルト磁石31〜33と、
円周方向に着磁された希土類コバルト磁石41
4と、非磁性スペーサ5を設置すると共に、こ
れら永久磁石の外周を軟磁性体からなるヨーク6
で取り囲みかつ希土類コバルト磁石31〜33の内
側にも軟磁性体からなるヨーク71〜73を設けて
構成されている。
上記構成による金型の磁気回路を説明すると次
の通りである。
希土類コバルト磁石31〜33は、成形空間1内
に異方性化のために必要な磁界を発生させるため
に、磁極面が成形空間1に対向する如く配置され
ている。次にヨーク71〜73は各々希土続コバル
ト磁石31〜33から生ずる磁束を有効に成形空間
1内に収束させるために設けられる。また希土類
コバルト磁石41および44はそれぞれ希土類コバ
ルト磁石31と32および31と33との間で短絡す
る磁束を実質的に無くすために、相隣る磁石の成
形空間側の磁極と同極性の磁極が隣接するように
設置されている。更に成形空間の周囲に同極性の
磁極が2個並ぶ如く配置された希土類コバルト磁
石32と33との間にも、磁束の短絡を実質的に皆
無とするために、非磁性スペーサ5を挾んで希土
数コバルト磁石42および43がそれぞれ配置され
ている。ただし希土数コバルト磁石42および43
は場合によつては(例えば72,73に対応する樹
脂マグネツトの磁極に対して、高い異方性が要求
されない時)取除いて非磁性スペーサのみを介装
させてもよい。そしてヨーク6は磁気回路のパー
ミアンスを高くしかつ閉じた磁気回路を形成する
ために使用される。
上記金型によれば、永久磁石の磁石の磁束を有
効に成形空間内に収束することができるため、従
来の如くの磁場電源ならびに磁化コイルを用いず
とも、異方性化に必要な6000〜8000G程度の磁界
を発生することができる。この場合希土類コバル
ト磁石としては、Brが8000G以上(好ましくは
9000G以上)でかつ 1HCが10000Oe以下(好まし
くは15000Oe以上)の磁気特性を有するもの(例
えば特開昭55−50100号公報,特願昭57−24503号
明細書参照)が適当である。
本発明においては、上記の金型を用いて例えば
次のようにして異方性マグネツトロールが得られ
る。
まず原料として、Ba―フエライト,Sr―フエ
ライトなどのマグネツトプラムバイト型結晶構造
を有するフエライト粉末、アルニコ磁石粉末、
Fe―Cr―Co系磁石粉末、あるいは希土類コバル
ト磁石粉末等の強磁性粉末と、スチレン―ブタジ
エン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポ
リエチレン、ポリアミド等の熱可塑性樹脂からな
る高分子化合物の混練物を準備する。ただし希土
類コバルト磁石粉末としてはRCO5系のものが好
ましくR2CO27系のものでは弱い異方性の付与で
あれば可能である。この場合強磁性体粉末の配合
量は磁気特性の点から60重量%以上とすることが
好ましい。このほか成形性を改善するために、ポ
リエチレン、ステアリン酸カルシウム等の滑剤を
少量(数重量%)加えてもよく、更に強磁性粉末
と高分子化合物との濡れ性を改善するために有機
ケイ素化合物、有機チタネート化合物等の添加物
を加えてもよい。
次に上記混練物を第1図に示す金型をそなえた
射出成形機あるいは押出成形機に投入し、磁場を
加えながら金型中で成形しついで冷却固化後金型
から取出す。
得られた成形体は、必要に応じて外径を所定の
寸法に加工し、ついで軸を固定した後異方性方向
と同方向に着磁して、第2図に示すような異方性
マグネツトロールが得られる。第2図において、
8は外周に3極が着磁された円筒状永久磁石、9
は軸を示している。
上記の実施例では、3極の着磁を施したマグネ
ツトロールの製造について述べたが、希土類コバ
ルト磁石の数を増すことにより5極以上の磁極を
有するマグネツトロールが得られることはもちろ
んである。また金型の磁気回路を構成する希土類
コバルト磁石、ヨークおよび非磁性スペーサの形
状、寸法等については、要求される磁気特性に応
じて有限要素法等の解析手法により適宜設定すれ
ばよい。
以下本発明の具体例を説明する。
平均粒径1μmのフエライト粒子(BaO・
6Fe2O3)7.65Kgにポリアミド樹脂(ナイロン6)
1.35Kgを加えて250℃でニーダにより混練した。
この混練物を第1図に示す金型をそなえた実験用
射出成形機に投入し、270℃の温度、70Kg/cm3
(ゲージ圧)の圧力下で金型内に射出しついで冷
却固化した。この場合希土類コバルト磁石として
はBrが9000G、 1HCが10000Oeのもの(日立金属
製H―22A)を用い、成形空間の表面の磁束密度
分布は第3図に示す通りである。
得られた成形体(外径30mmφ,内径12mmφ,長
さ260mm)を外径24mmφに加工し、軸を固着して
第2図に示す如くの異方性マグネツトロールを製
作した。
得られたマグネツトロールの磁束密度分布を測
定したところ第4図に示す波形が得られ、ラバー
プレス法による異方性マグネツトロールと略同等
の磁気特性を有することが確認された。
以上に記述の如く、本発明によれば、永久磁石
とヨークを含む磁気回路を有する金型により、充
分異方性化した樹脂磁石製マグネツトロールが得
られ、従来と比較して設備を大幅に小型化でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1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2図は本発明に係るマグネツトロ
ールの一例を示す断面図、第3図は第1図の金型
の内面の磁束密度を示す図、第4図は本発明のマ
グネツトロールの磁束密度分布を示す図である。 1:成形空間、2:コア、31〜33,41〜4
:希土類コバルト磁石、5:スペーサ、6,71
〜73:ヨーク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 強磁性粉末と高分子化合物を主体とする混合
    物を磁場の存在下、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、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奇数極着磁を
    施してなる異方性マグネツトロールの製造方法に
    おいて、前記成形空間の周囲の前記磁極部分に対
    応する位置に各々ヨークを設置しかつ各ヨークの
    外側にそれぞれ希土類コバルト磁石を設置すると
    共に、前記ヨーク間のうち同極性の磁極が2個並
    ぶ磁極間に少なくとも非磁性スペーサを設置し、
    他のヨーク間には前記希土類コバルト磁石との間
    に反発磁気回路を形成する永久磁石を設置してな
    る金型を用いたことを特徴とする異方性マグネツ
    トロールの製造方法。 2 非磁性スペーサと永久磁石の間にも希土類コ
    バルト磁石を設けたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の異方性マグネツトロールの製造
    方法。 3 8000G以上のBrと10000Oe以上の 1HCを有す
    る希土類コバルト磁石を用いたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項又は第2項記載の異方性マ
    グネツトロールの製造方法。
JP11785783A 1983-06-08 1983-06-29 異方性マグネツトロ−ルの製造方法 Granted JPS6010610A (ja)

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US06/618,183 US4604042A (en) 1983-06-08 1984-06-07 Apparatus for producing anisotropic magnets

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