KR20110057056A - 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법, 자석 성형체의 배향 처리 방법 및 자장안성형 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 가열 배향 공정 후의 자석 원료를 가압 성형해 세미 래디얼 분포로 배향된 적어도 4개 이상의 배향부를 원통 측면으로 가지는 원통형의 자석 성형체로 만든 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법이며, 그 가열 배향 공정에서 인접하는 캐비티간에 인가되는 중간 배향 자장의 주된 자기 방향을 공통으로하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 복수개의 희토류 이방성 본드 자석을 한 번에 효율적으로 제조할 수 있다.

Description

희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법, 자석 성형체의 배향 처리 방법 및 자장안성형 장치{METHOD FOR PRODUCING RARE EARTH ANISOTROPIC BOND MAGNETS, METHOD FOR ORIENTATION PROCESSING OF MAGNETIC MOLDINGS, AND IN-MAGNETIC FIELD MOLDING APPARATUS}

본 발명은, 희토류 이방성 본드 자석의 제조에 적절한 제조 방법과 그 제조에 이용되는 자석 성형체(molding)의 배향 처리 방법 및 자장안성형 장치에 관한 것이다.

희토류 이방성 본드 자석(이하 간단히 「본드 자석」이라고 함)은, 소형이어도 큰 자속밀도를 얻을 수 있어 형상 자유도도 크다. 이 때문에, 예를 들면, (속이 빈) 원통형태로 성형되어 모터용의 영구자석등으로 해서 사용된다. 덧붙여서, 이러한 본드 자석은, 자석 분말의 특성을 살려 높은 자속밀도를 얻기 위해서, 착자전의 성형 단계에서 배향 처리가 이루어진다.

　한편, 자동차 소형 브러쉬 모터로 대표되는 소형 동력용 브러쉬 모터의 분야에서는 종래, 2극분의 페라이트 소결 자석을 자계에 이용한 페라이트 2극 모터가 주류였다. 그러나, 최근에는 자동차의 거주성의 향상이나 차의 연비 향상 등을 도모하기 위해, 모터도 동일 출력에서의 소형화나 새로운 고출력화가 요구되고 있다. 거기서, 원통형의 희토류 이방성 본드 자석을 이용한 래디얼(radial) 방향으로 4극 이상의 자극을 가지는 모터가 등장해 왔다. 이 고성능 모터를 이용하면, 종래의 페라이트 2극 모터에 비해, 동일성능으로 체적을 2분의 1 정도로 소형화하는 것이 가능해진다. 상기의 분야에 있어서는, 종래의 페라이트 2극 모터가 희토류 이방성 본드 자석을 이용한 다극 모터에 옮겨지고 있다(아래 특허 문헌 5 등을 참조).

　또한, 그 고성능 모터의 코깅 토크를 개선하기 위해서, 래디얼 방향으로 4극 이상의 자극을 가지는 원통형의 희토류 이방성 본드 자석의 배향 처리를 궁리하는 것이 아래와 같은 특허 문헌 1 또는 특허 문헌 2에 제안되고 있다. 즉, 이러한 문헌에는, 그 배향 처리를 종래의 래디얼 배향으로부터, 이른바 세미 래디얼(semi-radial) 배향으로 하는 것으로, 모터의 출력 토크가 증대하거나 코깅 토크가 저감되는 것을 개시하고 있다.

그런데, 그러한 본드 자석의 생산 효율을 높이기 위해서는, 복수개의 자석 성형체를 한 번에 자장안성형(「복수개 취하기」)할 수 있는 것이 바람직하다. 이것에 관한 배향 처리 방법이 아래와 같은 특허 문헌 3 및 특허 문헌 4에서 제안되고 있다.

- 특허 문헌 1: 일본특허공개공보 2004-23085호

- 특허 문헌 2: 일본특허공개공보 2005-312167호

- 특허 문헌 3: 일본특허공개공보 2007-103606호

- 특허 문헌 4: 일본특허공개공보 평(平)6-24175호

- 특허 문헌 5: 일본특허공보 3480733호

　무엇보다 특허 문헌 3에 기재된 배향 처리는, 원래, 그 배향 방향이 이른바 축방향 배향이며 세미 래디얼 배향은 아니다. 여기서 배향이란, 자장 배향을 말하는 것으로서, 이방성 자석 분말의 자화 용이축을 소정의 방향에 배열시키기 위해서, 그 방향에 배향 자장을 인가하는 것에 의해서, 이방성 자석 분말의 자화 용이축을 그 자장의 방향에 따르도록 회전시키는 것을 말한다. 그렇다면, 상기 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2의 기재로부터도 분명한 것처럼, 그 배향 처리 방법이 고효율 모터용의 본드 자석에 매우 적합하다고는 말할 수 없다. 덧붙여 축방향 배향이란 본드 자석(자석 성형체)의 1축(원통축) 방향에 희토류 이방성 자석 분말(이하, 간단히 「자석 분말」이라고 함)의 자화 용이축을 배향시키는 것을 말하며, 래디얼 배향이란 본드 자석의 중심축으로부터 방사상으로 자화 용이축을 배향시키는 것을 말한다. 특히, 원통형의 본드 자석의 래디얼 배향은, 원통 측면의 법선 방향에 자화 용이축을 배향시키는 것을 의미한다.

또, 세미 래디얼 분포란, 희토류 이방성 본드 자석중의 이방성 자석 분말(군)이, 자극의 주극부에서는 원통 측면의 법선 방향으로 이방성 자석 분말의 자화 용이축을 가지게 되고, 자극과 자극의 사이의 천이 구간에서는 이방성 자석 분말의 자화 용이축이 자극의 중립점에 가까워짐에 따라 서서히 자석의 원통 측면의 둘레 접선 방향을 향하고, 중립점에서는 원통 측면의 둘레 접선 방향이 되며, 중립점에서 멀어짐에 따라 서서히 원통 측면의 법선 방향이 되는 원통형의 희토류 이방성 본드 자석중의 이방성 자석 분말(군)의 자화 용이축의 분포를 말한다. 세미 래디얼 배향이란, 희토류 이방성 본드 자석의 이방성 자석 분말(군)을, 배향 자장에 의해 서 세미 래디얼 분포를 가지도록(듯이) 배향시키는 것을 말하는 것으로서, 자화 용이축이 모두 래디얼(방사상) 방향으로 향하지는 않는 점(즉, 방향이 일률적이지 않게 장소에 따라 변화하는 점)에서, 일반적으로 말해지는 래디얼 배향과 구별된다.

특허 문헌 4는, 복수개를 취할 수 있는 래디얼 배향 처리를 제안하고 있다.그러나, 그 배향 처리에서는, 도 7A에 나타나듯이, 인접하는 자석 성형체(캐비티) 사이에서, 도면에서 상하 방향으로 통과하는 자장이 서로 대향(반발)하고 있다.이 때문에, 그 방향으로 충분한 배향이 이루어지지 않는다. 덧붙여 도 7A중의 화살표는, 특허 문헌 4에 게재된 도면(도 8)에 가필한 것이며 자기 방향을 나타낸다. 도 7B는, 도 7A에 나타난 자장안성형 장치를 베이스로, 본 발명자가 FEM 해석한 결과이며, 자력선의 조밀에 의해 자장의 강약을 나타내고 있다. 이 도 7B로부터도, 도면의 상하 방향으로 자장이 서로 대향(반발)해 약해지고 있음과 동시에, 캐비티의 위치에 의해서 배향 자장의 힘이 변화하고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 특허 문헌 4의 배향 처리 방법은, 작은 자장에서 배향되는 페라이트 자석 분말에는 유효할지도 모르지만, 고출력화의 요청이 강하고 배향에 큰 자장을 필요로 하는 희토류 이방성 본드 자석의 배향 처리 방법으로서는 적당하지 않다.

또 이 배향 처리 방법으로 제작한 원통형의 링 자석은, 원통 방향으로 배향 자장의 강약에 기인한 표면 자속밀도가 불충분한 부분이 나타난다. 이 때문에, 이 링 자석을 탑재한 모터에서는, 모터 출력의 저하, 코깅 토크의 증대 현상이 나타난다. 이러한 사정도 있어, 래디얼 방향으로 4극 이상의 자극을 가지는 원통형의 희토류 이방성 본드 자석을, 복수개를 동시에 하나의 자장 성형 장치에서 제조하지 않고 있다.

덧붙여 특허 문헌 1(도 6 참조)에도, 복수개를 취할 수 있는 세미 래디얼 배향 처리가 제안되고 있지만, 인접하는 자석 성형체(캐비티) 간을 통과하는 자장에 관해서 보면, 2개의 배향부는 백 요크(back yoke)인 링(51) 내에서 자속이 갇히고 있다. 이 때문에, 각각의 배향부는 자기적으로 독립하고 있다. 또, 배향부가 자기적으로 독립적이지만, 그 사이에 금형(30)이 비경제적으로 배치되고 있어 장치가 대형화하기 쉽다. 덧붙여서, 이 특허 문헌 1의 장치를 이용했을 경우, 배향 처리 후에 성형체를 제거하려고 하면, 배향 자장이 자석으로 형성되고 있기 때문에, 자장을 자를 수 없다. 이 때문에, 그 배향 자장에 성형체의 자석 분말이 끌려가 성형체가 손상되기 쉽다. 게다가 성형체가 손상되지 않게 성형체를 완전 경화시키면, 그 성형에 1회당 30분 정도 걸려, 생산성이 매우 저하된다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 만들어진 것으로서, 래디얼 방향으로 4극 이상의 자극을 가지는 고성능인 원통형의 희토류 이방성 본드 자석을 효율적으로 제조할 수 있는 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법 및 이에 적합한 자석 성형체의 배향 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 이들 방법의 사용에 적절하면서 소형화를 도모할 수 있는 자장안성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 이 과제를 해결할 수 있도록 열심히 연구해, 시행 착오를 거듭한 결과, 자석 성형체를 복수개 취할 때에, 인접하는 캐비티간에 인가되는 중간 배향 자장의 주된 자기 방향을 가지런히 하는 것을 생각해 냈다. 이에 의해, 비교적 소형의 자장안성형 장치를 이용하면서도, 래디얼 방향으로 4극 이상의 자극을 가지는 원통형의 희토류 이방성 본드 자석을 동시에 복수개 취하는 것에 성공했다. 물론, 이 방법으로 얻을 수 있던 본드 자석은, 1개를 취하고 있던 종래의 본드 자석과 비교해서, 원주 방향의 자기 특성의 저하 등은 없다. 그리고 이 성과를 발전시키는 것으로, 본 발명자는 아래에 언급되는 여러 가지의 발명을 완성시키기에 이르렀다.

〈희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법〉

(1) 즉, 본 발명의 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법은, 중심축을 평행으로 해 인접 배치된 적어도 두 개의 원통형의 캐비티에 일종 이상의 희토류 이방성 자석 분말과 바인더(binder)인 수지 등을 함유한 자석 원료를 충진하는 충진 공정과, 상기 충진 공정 후의 자석 원료를 상기 수지의 연화점이상의 온도로 가열해 상기 수지를 연화 상태 또는 용해 상태로 하면서 배향 자장을 인가해 상기 희토류 이방성 자석 분말을 세미 래디얼 분포로 배향시키는 가열 배향 공정과, 상기 가열 배향 공정 후에 또는 상기 가열 배향 공정과 병행하여, 배향된 상기 자석 원료를 가압 성형해 세미 래디얼 분포로 배향된 적어도 4개 이상의 배향부를 원통 측면으로 가지는 원통형의 자석 성형체를 얻는 성형 공정과, 상기 자석 성형체를 착자하여 자화된 상기 배향부를 자극으로 하는 착자 공정을 포함하는 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법이며,

　상기 가열 배향 공정은, 상기 인접한 캐비티간에 인가되는 중간 배향 자장의 주된 자기 방향이 동일한 것을 특징으로 한다.

(2) 본 발명의 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법에 의하면, 적어도 가열 배향 공정의 단계에서 복수개를 취하는 경우에서도, 각 캐비티에는 균일한 배향 자장이 인가되게 된다. 특히, 인접한 캐비티간을 통과하는 배향 자장은 주된 자기 방향이 서로 동일한 중간 배향 자장이 되며, 인접한 캐비티간에 대향하는 자석 성형체의 배향부에도 거의 균일한 배향 자장이 인가된다. 이렇게 하여, 고성능이면서 안정된 품질을 가진 희토류 이방성 본드 자석을 복수개를 취하는 방식으로 효율적으로 생산할 수 있게 되었다.

　그리고 이러한 가열 배향 공정을 실시함으로서, 배향 처리에 이용하는 자장안성형 장치를, 단순히 병렬 배열한 경우보다 훨씬 소형화시키는 것이 가능해졌다.

〈자석 성형체의 배향 처리 방법〉

이와 같이 본 발명은, 자석 원료에 대한 배향 처리 방법에 특징이 있기 때문에, 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법으로서만은 부족하고, 거기에 매우 적합한 자석 성형체의 배향 처리 방법이라고도 파악할 수 있다.

　즉 본 발명은, 중심축을 평행으로 하여 인접 배치된 적어도 두 개의 원통형의 캐비티에 일종 이상의 희토류 이방성 자석 분말과 바인더인 수지를 포함하는 자석 원료를 충진하는 충진 공정과, 상기 충진 공정 후의 자석 원료를 상기 수지의 연화점이상의 온도로 가열해 상기 수지를 연화 상태 또는 용해 상태로 하면서 배향 자장을 인가해 상기 희토류 이방성 자석 분말을 세미 래디얼 분포로 배향시키는 가열 배향 공정과, 상기 가열 배향 공정 후에 또는 상기 가열 배향 공정과 병행하여, 배향된 상기 자석 원료를 가압 성형해 세미 래디얼 분포로 배향된 적어도 4개이상의 배향부를 원통 측면으로 가지는 원통형의 자석 성형체를 얻는 성형 공정을 포함하는 자석 성형체의 배향 처리 방법이며,

상기 가열 배향 공정은, 상기 인접한 캐비티간에 인가되는 중간 배향 자장의 주된 자기 방향이 동일한 것을 특징으로 하는 자석 성형체의 배향 처리 방법이라고 해도 좋다.

〈자장안성형 장치〉

(1) 또한 본 발명에서는, 전술한 것처럼, 인접하는 캐비티간을 관철하는 배향 자장을 주된 자기 방향이 동일한 중간 배향 자장으로 했기 때문에, 캐비티의 배향부를 통과하는 경제적인 자기 루프의 형성이 가능해졌다. 이 때문에, 인접한 캐비티간에 배열되는 자기회로를 구성하는 요크(금형으로서 이용되는 다이스(dice) 등을 포함)의 단축을 도모하는 것이 가능해져, 가열 배향 공정으로 이용하는 자장안성형 장치의 소형화도 도모할 수 있게 되었다.

(2) 따라서 본 발명은, 상기의 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법이나 자석 성형체의 배향 처리 방법으로서만이 전부가 아니며, 거기에 이용 가능한 자장안성형 장치라고 파악될 수 있다. 즉 본 발명은, 중심축을 평행으로 하여 인접 배치된 적어도 두 개의 원통형의 캐비티와, 상기 캐비티의 내주 측에 자심이 되는 코어와 비자성부를 삽입시켜 적어도 4개 이상으로 분할되어 상기 캐비티의 외주 측에 환상으로 배치된 자성재로 만든 주요크와, 상기 캐비티에 충진되는 일종 이상의 희토류 이방성 자석 분말과 바인더인 수지를 포함하는 자석 원료를 상기 수지의 연화점 이상의 온도로 가열해 상기 수지를 연화 상태 또는 용해 상태로 할 수 있는 가열기와, 상기 캐비티에 충진된 자석 원료에 상기 주요크로부터 배향 자장을 인가할 수 있는 자장원과, 상기 캐비티에 충진된 자석 원료를 가압할 수 있는 펀치를 포함하며, 세미 래디얼 분포로 배향된 적어도 4개 이상의 배향부를 원통 측면으로 가지는 원통형의 자석 성형체를 얻을 수 있는 자장안성형 장치이며,

게다가 상기 인접한 캐비티간에 배열된 상기 주요크를 자기적으로 연결하는 자성재로 만든 중간 요크를 갖추어, 상기 중간 요크를 삽입하여 상기 인접한 캐비티간에 주된 자기 방향을 동일로 하는 중간 배향 자장을 인가할 수 있는 것을 특징으로 하는 자장안성형 장치라고 해도 좋다.

　특히, 상기 자장원은, 상기 중간 요크의 주위에 감겨진 중간 전자 코일과 상기 중간 전자 코일에 일정 방향의 전류를 공급하는 전류원을 가지면 매우 적합하다.

(3) 배향 자장을 일으키게 하는 자장원에는, 영구자석의 기자력을 이용해도 괜찮고, 전자 코일에 전류를 공급해 얻을 수 있는 전자력을 이용해도 괜찮다. 어느 경우에서도, 효율적으로 중간 배향 자장을 인가하려면, 자기저항이 작은 자기회로를 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 인접한 캐비티간에 자성재로 만든 중간 요크를 배열하면 바람직하다. 이 중간 요크의 주위에 전자 코일을 감아 돌렸을 경우, 그 중간요크는 자심을 겸하게도 된다.

　예를 들면, 본 발명의 자장안성형 장치와 관련되는 자장원은, 상기 인접한 캐비티간에 배열된 자성재로 만든 중간 요크와, 상기 중간 요크의 주위에 감겨진 전자 코일과, 상기 전자 코일에 일정 방향의 전류를 공급하는 전류원으로 구성된다면, 매우 적합하다.

〈그 외〉

(1) 본 발명에서는, 자석 성형체의 주측면으로 형성되는 배향부의 수 또는 그 배향부를 착자한 후의 희토류 이방성 본드 자석에 형성되는 자극의 수는 특별히 특정하지 않지만, 본드 자석에 사용되는 기기의 고성능화, 효율화 등을 고려할 때 그 수는 4이상이다. 모터용 본드 자석(특히 DC모터용 본드 자석)이면, 그 수는 통상 짝수이기 때문에, 그 수는 4, 6, 8, 10 등이 바람직하다.

(2) 본 발명의 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법은, 상술한 충진 공정, 가열 배향 공정, 성형 공정 이외에, 자석 성형체를 한층 더 압축(가열 압축)해 치밀화시키는 치밀화 공정과, 자석 원료에 이용한 열경화성 수지를 강고하게 경화시키는 경화 열처리 공정, 착자 공정, 방식 처리 공정 등을 갖추어도 괜찮다. 이 때, 각 공정을 독립적으로 진행해도 괜찮고, 4개 이상의 공정을 동시에 진행해도 괜찮다. 예를 들면, 칭량(稱量)한 자석 원료 분말을 예비적으로 가압 성형한 분말 성형체를 얻는 칭량 공정과 상기의 가열 배향 공정을 개별적으로 진행하여도, 동시에 진행하여도 괜찮다. 개별적으로 실시하면, 이른바 배치(batch) 처리가 가능해져 양산성이 향상한다. 동시에 실시하면 설비 부담의 경감을 도모할 수 있다. 게다가 가열 배향 공정 및 성형 공정을 실시한 후에 실시하는 치밀화 공정에 대해서도 마찬가지로 적용된다.

(3) 특별히 언급하지 않는 이상 본 명세서에서 말하는 「x~y」는, 하한 x 및 상한 y를 포함한다. 또, 본 명세서에 기재한 하한 및 상한은 임의로 조합하여 「a~b」와 같은 범위를 구성하여 얻을 수 있음을 말해둔다.

도 1A: 본 실시예와 관련되는 자장안성형 장치의 기본 구조를 설명하는 도면이다.

도 1B: 도 1A의 I-I 단면도다.

도 1C: 도 1A에 나타낸 자장안성형 장치의 금형의 상세도이다.

도 1D: 도 1A에 나타낸 자장안성형 장치의 캐비티 주변에 형성되는 자기 루프를 나타내는 도면이다.

도 2A: 종래의 1개를 취한 자장안성형 장치를 근접 배치한 도면이다.

도 2B: 도 2A에 나타낸 각 자장안성형 장치간의 백 요크를 축소시킨 자장안성형 장치를 나타내는 도면이다.

도 3: 본 실시예와 관련되는 2개를 취하는 자장안성형 장치를 나타내는 도면이다.

도 4: 본 실시예와 관련되는 링 형태의 본드 자석에 대해 측정한 자속밀도의 래디얼 성분의 각도 분포를 상대적으로 나타내 보이는 그래프다.

도 5: 본 실시예와 관련된 4개를 취한 자장안성형 장치를 나타내는 도면이다.

도 6: 본 실시예와 관련된 4개를 취한 다른 자장안성형 장치를 나타내는 도 면이다.

도 7A: 종래의 복수개를 취한 자장안성형 장치를 나타내는 도면이다.

도 7B: 도 7A의 복수개를 취한 자장안성형 장치의 캐비티 주변의 자기 방향을 FEM 해석한 도면이다.

* 부호의 설명

S2　　　　　자장안성형 장치

C1, C2　　 캐비티

11　　　　　중간 요크

12　　　　　백 요크

13　　　　　전자 코일

　발명의 실시예를 들어 본 발명을 보다 자세하게 설명한다. 덧붙여 이하의 실시예를 포함해 본 명세서에서 설명하는 내용은, 본 발명과 관련되는 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법 뿐만 아니라, 자석 성형체의 배향 처리 방법 및 자장안성형 장치에도 관련된다. 어느 실시 형태가 최선인지 아닌지는, 대상, 요구 성능 등에 따라서 다르지만, 본 발명은 상술한 구성에 부가하여, 본 명세서중에 기재한 구성중으로부터 임의로 선택한 하나 또는 둘 이상을 한층 더 부가할 수 있다. 그 선택되는 구성은, 어느 발명에 대해서도, 카테고리를 넘고, 중첩적 또는 임의적으로 부가 가능하다. 게다가 방법에 관한 구성일지라도, 프로덕트 바이 프로세스(product-by-process)로서 이해하면 「물건」에 관한 구성으로도 될 수 있는 것 을 언급해 둔다.

(1) 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법 및 자석 성형체의 배향 처리 방법

본 발명의 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법 또는 자석 성형체의 배향 처리 방법은, 전술한 것 같은 각 공정들로 구성되지만, 어느 경우에도 가열 배향 공정이 중요하므로, 가열 배향 공정에 대해 아래에 추가적으로 기술한다.

　가열 배향 공정은, 캐비티에 충진된 자석 원료의 수지가 연화 상태 또는 용해 상태가 될 때까지 가열하고, 배향 자장을 인가하는 것으로 희토류 이방성 자석 분말을 세미 래디얼 분포로 배향시키는 공정이다. 이 때의 배향 자장은 캐비티의 원주 측면에서 인가되어 이것에 의해 특정의 배향부에서 희토류 이방성 자석 분말이 세미 래디얼 분포로 배향된다(세미 래디얼 배향). 이 결과, 적어도 4개 이상의 배향부를 원통 측면으로 가지는 원통형의 자석 성형체를 얻을 수 있다. 덧붙여 가열 온도, 가열 시간, 성형 압력, 인가되는 배향 자장의 세기 등은, 자석 원료로서 수지나 희토류 이방성 자석 분말의 종류나 배합 비율, 희토류 이방성 본드 자석에 요구되는 제원 등에 따라서 다르다. 일례를 들면, 열경화성 수지를 이용했을 경우이면, 그 가열 온도는, 예를 들면 120~180℃ 정도이다. 또 성형 압력은, 예를 들면, 50~500 MPa 정도, 가열 배향 공정에 필요로 하는 시간은 0.5~10초 정도이다.인가되는 배향 자장의 세기는, 열경화성 수지의 점성 등에 따라서 다르지만, 예를 들면, 0.4~1.8 T정도이다.

　덧붙여 본 발명으로 말하는 「연화 상태」또는 「용해 상태」는 엄밀하게 구별되는 것은 아니다. 요컨데, 수지가 가열되어 그 점성이 저하해, 희토류 이방성 자석 분말의 각 입자가 회전, 이동등이 가능한 상태가 되면 충분하다.

(2) 자석 원료

자석 원료는, 일종 이상의 희토류 이방성 자석 분말과 바인더인 수지 등이 된다. 구체적으로는 예를 들면, 희토류 이방성 자석 분말과 수지 분말과의 혼합 분말, 그 혼합 분말을 가열혼합한 콤파운드, 그 혼합 분말이나 콤파운드를 가압 성형한 분말 성형체나 희토류 이방성 자석 분말과 용해 한 수지와의 혼합체 등이다. 덧붙여서, 자석 원료는, 희토류 이방성 자석 분말 및 수지 뿐만 아니라, 그 외에 윤활제, 경화제, 경화보조제, 계면활성제등의 첨가제를 포함해도 괜찮다.

희토류 이방성 자석 분말의 조성, 종류 등은 한정되지 않고, 공지의 어느 자석 분말도 채용할 수 있다. 예를 들면 대표적인 희토류 이방성 자석 분말로서 Nd-Fe-B계 자석 분말, Sm-Fe-N계 자석 분말, SmCo계 자석 분말 등이 있다. 이러한 자석 분말은, 이른바 급냉 응고법으로 제조된 것이라도, 수소화 처리법(d-HDDR법, HDDR법)으로 제조된 것이라도 좋다.

희토류 이방성 자석 분말은, 일종 뿐만 아니라 복수종이어도 괜찮다. 예를 들면, 비교적 평균 입경이 큰 거친 분말(예를 들면, 1~250μm)과 비교적 평균 입경이 작은 미분말(예를 들면, 1~10μm)을 혼합한 것이라도 좋다.

수지는 공지의 재료가 이용되며, 예를 들면, 나일론 12, 나일론 6등의 폴리아미드계 합성 수지, 폴리염화비닐, 그 초산비닐 공중합체, MMA, PS, PPS, PE, PP등의 단독 또는 공중합 한 비닐계 합성 수지, 우레탄, 실리콘, 폴리카보네이트(polycarbonate), PBT, PET, PEEK, CPE, 하이파론, 네오프렌, SBR, NBR 등의 열 가소성 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지 등의 열경화성 수지 등이 있다. 수지는 희토류 이방성 자석 분말의 입자 표면에 분말 형태로 부착되어도 좋고, 입자 표면에 막 형태로 코팅되고 있어도 좋다.

성형체의 이형성, 성형 타이밍의 조정, 자석 분말과 용해 수지와의 젖는 성질이나 밀착성 등의 개선을 위해서, 여러 가지의 첨가제를 소량 배합해도 괜찮다.이러한 첨가제에는, 스테아린산아연, 스테아린산알루미늄, 알코올계 윤활제 등의 윤활제, 티타네이트계 혹은 실란계의 커플링제, 4,4＇-지아미노지페니르메탄(DDM) 등의 경화제나 TPPS(홋쿄 화학공업사의 상품명) 등의 경화촉진제 등이 있다.

희토류 이방성 자석 분말과 수지와의 혼합 비율은, 체적비로 자석 분말：80~90 체적%, 수지：10~20 체적% 정도다. 질량비로 말하면, 자석 분말：95~99 질량%, 수지：1~5 질량% 정도다. 첨가제는, 0.1~0.5 체적% 정도 첨가하면 좋다.

(3) 희토류 이방성 본드 자석

본 발명과 관련되는 희토류 이방성 본드 자석은, 원통형의 내외주측면에서 세미 래디얼 분포로 자속을 방출하는 복수의 자극을 가진다. 그 용도, 형상, 사이즈, 자기 특성 등은 제한되지 않는다.

그 대표적인 용도는 모터의 계자다. 그 모터는 직류(DC) 모터일 수도 있고, 교류(AC) 모터일 수도 있다. 인버터 제어되는 유도 모터여도 괜찮다. 또, 희토류 이방성 본드 자석의 배열 위치는, 회전자 측, 고정자 측, 또는 중심 축으로 대해 내주측이거나 외주측일 수도 있다.

　실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

〈희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법〉

　본 실시예에서는, 본 발명의 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법의 일례로서 4극 DC 브러쉬 모터의 케이스내에 수용되는 영구자석이며, 그 계자를 구성하는 중천 원통 형상의 링 형태 본드 자석(희토류 이방성 본드 자석)을 제조하는 경우를 채택해 설명한다. 구체적으로는, 본 실시예의 링 형태 본드 자석은 다음과 같이 제조된다.

(1) 자석 원료

희토류 이방성 자석 분말과 수지로 된 자석 원료를 준비했다. 이 자석 원료는, d-HDDR 처리(일본 특허 제 3250551호, 일본 특허 제 3871219호 등 참조)하여 얻을 수 있던 Nd-Fe-B계(예를 들면, 원자 % 단위로, Nd：12.5%, B：6.4%, Ga：0.3%, Nb：0.2%, 나머지 Fe)의 희토류 이방성 자석 분말(이하 간단히 「자석 분말」이라고 함)과 열경화성 수지인 에폭시 수지(이하 간단히 「수지」라고 함)를 가열혼합한 콤파운드를 가압 성형한 것이다.

콤파운드중 수지의 배합 비율은, 예를 들면, 콤파운드 전체를 100 질량%로 했을 때에 15 질량%로 했다. 또, 여기서 이용하는 희토류 이방성 자석 분말은, Nd-Fe-B계 자석 분말의 외, 입경이 작은 Sm-Fe-N계 자석 분말 등을 혼재시킨 것이라도 좋다.(일본 특허 제 3731597호 등 참조).

한층 더 본 실시예에서는, 이 콤파운드를 그대로 이용하지 않고, 요망량으로 칭량한 콤파운드를 요망 형상에 미리 가볍게 가압성형한 소형체를 자석 원료로 이용했다. 이와 같이 하는 것으로, 칭량 공정과 아래에 설명되는 가열 배향 공정 등 을 떼어낼 수 있다. 그 결과, 자석 원료의 취급성이나 본드 자석의 양산성등이 향상할 뿐만 아니라, 콤파운드의 칭량, 소형체의 성형이 냉간 상태로 행해지기 때문에, 그 칭량도 정확히 되어 얻을 수 있는 본드 자석의 균질화도 도모할 수 있다.

(2) 가열 배향 공정 및 성형 공정

자장안성형 장치(자세한 것은 후술)의 캐비티에 전술의 자석 원료(소형체)를 충진한다(충진 공정). 그후, 이 자석 원료를 가열해 수지를 연화시키고, 배향 자장을 인가해(가열 배향 공정) 압축 성형(성형 공정)을 실시한다. 이것에 의해 링 형태 본드 자석의 베이스가 되는 자석 성형체를 얻을 수 있다. 덧붙여서, 가열 배향 공정이나 성형 공정의 설정 조건은, 예를 들면, 가열 온도：120~180℃, 성형 압력：50~500 MPa, 배향 자장：0.4~1.5 T, 공정 시간：0.5~10초이다.

본 실시예에서는, 상기의 성형 공정 후에 얻을 수 있던 자석 성형체에 대해서, 한층 더 가열 압축 성형을 실시하는 것은 하지 않고, 콤파운드로부터 소형체로의 성형과 그 후의 가열 배향 성형과의 2단 성형으로 했다. 무엇보다도, 치밀하고 고정밀의 링 형태 본드 자석을 얻는 경우에는, 상기의 성형 공정 후에 고온·고압으로 가열 압축하는 치밀화공정을 부가적으로 실시해도 괜찮다. 이 경우는 3단 성형이 된다.

(3) 가열 경화 공정 및 착자 공정

자석 성형체를 한층 더 가열하고, 자석 원료중의 에폭시 수지를 가열 경화시키는 경화 열처리를 실시했다(가열 경화 공정). 이것에 의해, 고강도로 내열성이 뛰어난 링 형태 본드 자석을 얻을 수 있다. 이 가열 경화 처리한 자석 성형체에 대 해서 착자를 행함으로서, 후술 하듯이, 4극 DC 브러쉬 모터용의 4극 세미 래디얼 배향한 링 형태 본드 자석을 얻을 수 있다. 덧붙여서 경화 열처리는, 140~180℃의 로 안에 자석 성형체를 15~60분간 정도 보관 유지해서 된다.

　덧붙여 착자 공정은, 링 형태 본드 자석의 내주 측에 연자성 코어(soft magnetic core)를 배치하고 외주 측에 연자성 요크를 배치한 상태로, 링 형태 본드 자석의 중심 축에 대해 주로 수직인 방사 방향(래디얼 방향)으로 자장을 인가시켜서 된다. 이 때의 자장 방향은, 반드시 배향 자장과 같을 필요는 없고, 균일한 방사 방향(래디얼 방향)이어도 좋다. 물론, 이 경우의 자장은, 배향 자장과 같은 세미 래디얼 분포를 가진 자장일 수 있다. 이 때, 복수의 자석 성형체를 동시에 자화시킴에 있어, 후술하는 자장안성형 장치에서와 동일한 착자 장치를 이용할 수 있다. 착자에는 2~5 T 정도의 펄스 자장을 이용했다.

〈자장안성형 장치〉

상술한 가열 배향 공정 및 성형 공정을 실시할 수 있는 자장안성형 장치에 대해 설명한다. 본 실시예에서는, 일례로서 도 3에 나타내는 자장안성형 장치(S2)를 이용해 2개의 자석 성형체를 동시에 성형하는, 이른바 "2개 잡기"를 실시했다.

(1) 기본 구조

먼저, 자장안성형 장치(S2)의 전제가 되는 자장안성형 장치(So)(이하 간단히 「장치(So)」라고 한다.)의 기본 구조를 도 1A~도 1D를 이용해 설명한다.이러한 도면상에서는, 자장안성형 장치의 기본 구조를 간편하게 설명하기 위해서, 감히 캐비티 1개분에 대해 나타낸다. 도 1A는 장치(So)의 평면 단면도이며, 도 1B는 장 치(So)의 종단면도이며, 도 1C는 장치(So)의 캐비티 주변의 상세 단면도이다.

장치(So)는, 금형(30)과 백 요크(42)와 전자 코일(46)(자장원)과 자석 원료중의 수지를 가열연화 시키는 고주파 유도 가열기(도시하지 않음)와 캐비티내의 자석 원료를 가압 성형하는 펀치(도시하지 않음)를 포함한다.

금형(30)은, 중앙에 배열된 연자성재로 만든 원주상의 코어(32)와, 이 코어(32)의 외주를 감싸도록 구성된 강자성 초경재로 만든 원통형의 제 1 링(34)과, 제 1 링(34)의 외주 측에 제 1 링(34)과 일정한 틈(간격)을 마련해 배열된 강자성 초경재로 만든 원통형의 제 2 링(36)을 포함한다. 이 제 1 링(34)과 제 2 링(36)의 사이에 환상의 캐비티(35)가 형성된다.

　제 2 링(36)의 외주위에는, 4 분할된 팬 형태의 강자성재로 만든 제 1 다이스(38a, 38b, 38c, 38d)(주요크)와, 각각의 제 1 다이스 사이에 설치된 팬 형태의 스텐레스등의 비자성재로 만든 제 2 다이스(40a, 40b, 40c, 40d)(비자성부)가 배열되고 있다. 여기서 제 2 다이스(40a, 40b, 40c, 40d)가 제 2 링(36)과 접촉하는 호의 길이는 각각, 제 1 다이스(38a, 38b, 38c, 38d)가 제 2 링(36)과 접촉하는 호의 길이보다 충분히 짧게 설정해 둔다. 전술한 금형(30)은, 코어(32), 제 1 링(34) 및 제 2 링(36) 외에, 이러한 제 1 다이스(38) 및 제 2 다이스(40)도 더해져 구성된다.

금형(30)의 외주 위에는, 제 1 다이스(38a, 38b, 38c, 38d)에 각각 자기적으로 접속되어 자기회로를 구성하는 환상의 백 요크(42)가 배열되고 있다. 제 1 다이스(38a, 38b, 38c, 38d)와 백 요크(42)는 팬 형태의 요크피스(43a, 43b, 43c, 43d) 에 의해 각각 자기적으로 접속되고 있다.

전자 코일(46a, 46b, 46c, 46d)은, 각각의 요크피스(43a, 43b, 43c, 43d)에 의해 구획 형성된 스페이스(44a, 44b, 44c, 44d)에 감겨져서 구성된다. 예를 들면, 인접하는 2개의 스페이스(44a, 44b)간에, 그 사이의 요크피스(43a)를 내포 하도록 전자 코일(46a)가 감겨진다. 감겨진 전자 코일(46)에 공급되는 전류의 방향의 일례를 도 1D에 나타냈다. 도면 중, X표는 전류가 지면의 앞면에서 뒷면으로 흐르는 것을 나타내고, ●표는 전류가 지면의 뒷면에서 앞면으로 흐르는 것을 나타낸다. 덧붙여서, 전자 코일(46a, 46b, 46c, 46d)의 도선에 흐르는 전류의 방향을 변화시킴으로서, 발생 자장의 방향을 변화시킬 수 있다. 전류의 방향은 각 전자 코일의 감김 방향에 의해서 조정될 수도 있고, 전극에 대한 전원의 연결 방향을 바꿈으로서 조정될 수도 있다.

도 1D에 나타내는 방향의 전류를 전자 코일(46)에 흘렸을 경우, 동 도면 에 나타나는 자극(1~4)이 형성되어 동 도면에 파선으로 나타내 보이는 주된 자기 루프가 형성된다. 그리고, 구체적으로는 링 모양의 캐비티(35) 내를 통과하는 도 1C의 자력선이 형성된다.

이 자장이 인가되는 상황하에서 전술한 가열 배향 공정을 실시하면, 상하 좌우 대칭인 4개의 배향부에서 세미 래디얼 방식으로 배향된 자석 성형체를 얻을 수 있다. 덧붙여 도 1C에 나타나듯이, 자력선이 크게 변화하는 천이 구간에 의해서, 4개의 배향부가 형성된다.

　여기서 배향이란, 자장 배향을 말하는 것으로서, 이방성 자석 분말의 자화 용이축을 소정의 방향에 배열시키기 위해서, 그 방향에 배향 자장을 인가함으로서, 이방성 자석 분말의 자화 용이축을 그 자장의 방향에 따르도록(듯이) 회전시키는 것을 말한다. 세미 래디얼 배향이란, 희토류 이방성 본드 자석의 이방성 자석 분말(군)을, 배향 자장에 의해서 세미 래디얼 분포를 가지도록(듯이) 배향시키는 것을 말한다. 또, 세미 래디얼 분포란, 희토류 이방성 본드 자석의 이방성 자석 분말(군)이, 자극의 주극부에서는 원통 측면의 법선 방향으로 이방성 자석 분말의 자화 용이축을 가지고 있고, 자극과 자극의 사이의 천이 구간에서는 이방성 자석 분말의 자화 용이축이 자극의 중립점에 가까워짐에 따라 서서히 자석의 원통 측면 둘레의 접선 방향을 향하게 되고, 중립점에서는 원통 측면 둘레의 접선 방향이 되며, 중립점에서 멀어짐에 따라 서서히 원통 측면의 법선 방향이 되는 원통형의 희토류 이방성 본드 자석의 이방성 자석 분말(군)의 자화 용이축의 분포를 말한다. 자화 용이축이 모두 래디얼(방사상) 방향으로 향하지는 않는다는 점(즉, 방향이 일률적이지 않게 장소에 의해서 변화하는 점)에서, 일반적으로 말해지는 래디얼 배향과 다르다.

이렇게 해 얻을 수 있던 자석 성형체를 착자하면, 예를 들면, 요크피스(43a)에 대응해 형성된 배향부의 원통형 내면에 S극이 나타나고, 요크피스(43b)에 대응해 형성된 배향부의 원통 원통형 내면에 N극이 나타난다. 마찬가지로 요크피스(43c)에 대응해 형성된 배향부의 원통형 내면에 S극이 나타나고, 요크피스(43d)에 대응해 형성된 배향부의 원통 내면에 N극이 나타난다. 이렇게 하여, 전기자(amature)에 자속을 공급하는 4극 DC 브러쉬 모터용 자석을 얻을 수 있게 된다.

(2) 복수개를 취하는 구조

상술한 기본 구조를 근거로 하고, 한 번의 가열 배향 공정으로 2개의 링 형태의 자석 성형체를 얻을 수 있는 본 실시예의 자장안성형 장치(S2)의 구조에 대해 순서에 따라 설명한다.

먼저, 전술한 금형(30), 백 요크(42), 전자 코일(46) 등에 상당하는 금형(301, 302), 백 요크(421, 422), 전자 코일(461, 462)등으로 구성되는 1개를 취하기 위한 자장안성형 장치(S11, S12)를 단지 병렬 배열시켰을 경우를 도 2A에 나타냈다. 이 경우, 도 2A로부터 분명한 것처럼, 인접한 캐비티(351, 352) 간의 거리가 늘어나 백 요크(421, 422) 간에 불필요한 스페이스가 형성되어, 장치의 소형화를 도모할 수 없게 된다.

　도 2B에 도시되는 바와 같이, 캐비티간 거리를 단축시키기 위해서, 백 요크(421, 422) 간의 폭을 단순하게 줄이면, 자기 통로가 되는 백 요크(421, 422)의 백 요크 연결부(423)가 좁아진다. 이 때문에, 그 백 요크 연결부(423)에서 포화 자속에 도달해 버려, 결국, 다이스(38), 요크(501)를 삽입하여 백 요크 연결부(423)에 접속하고 있는 캐비티의 극에 충분한 배향 자장을 인가할 수 없다. 그 결과, 인가되는 배향 자장의 힘이 캐비티의 극으로 인해 불균일이 된다.

　본 실시예에서는, 도 3에 도시되는 바와 같이, 인접한 캐비티(C1, C2)를 구성하는 제 1 링(21, 22) 간에 강자성재로 만든 중간 요크(11)를 마련해, 이 중간 요크(11)의 캐비티(C1) 측 및 캐비티(C2) 측의 양쪽 모두에서, 전자 코일(13)에 똑같은 방향으로 전류를 흘림과 동시에, 캐비티(C1, C2)를 모두 포함하는 사각형 형 태로 환상인 백 요크(12)를 설계하였다.

　이것에 의해, 전자 코일(13)에서 생긴 기자력은, 자심을 겸하는 중간 요크(11)를 통과하여, 주된 자기 방향이 동일한 배향 자장(중간 배향 자장)이 되고고, 캐비티(C1, C2)에 인가된다. 덧붙여 이 중간 배향 자장에 의한 배향은, 캐비티(C1, C2)의 각각의 배향부에 작용하기 때문에, 전자 코일(13)의 기자력은 중간 배향 자장 이외의 부분(예를 들면, 외주위)에서의 전자 코일의 기자력의 약 2배가 된다. 여기서, 자장안성형 장치(S2)의 전체 전자 코일에 전류원(도시하지 않음)으로부터 공급되는 전류가 동일한 경우(예를 들면, 각 전자 코일이 직렬 연결되고 있는 경우)라면, 전자 코일(13)의 회선수를 그 이외의 부분의 약 2배라고 할 것이다. 그리고 본 실시예와 같은 4극 링 형태 본드 자석에 배향하는 경우, 전자 코일(13)에 흘리는 전류의 방향은 도 3에 도시되는 바와 같다. 덧붙여 도 3에 나타낸 자장안성형 장치(S2)의 구성 부재이면서, 도 1A~도 1D에 나타낸 자장안성형 장치(So)의 구성 부재와 기본적인 구조나 기능을 공통으로 하는 것은, 그 설명을 생략하였다.

(3) 평가

본 실시예와 관련되는 자장안성형 장치(S2)를 이용해 얻을 수 있던 링 형태 본드 자석 한 개(자극1 ~자극4)의 자기 특성과 도 2A에 나타내는 자장안성형 장치(S11)(자장의 간섭하지 않는 종래의 자장안성형 장치를, 단순하게 2대 늘어놓았을 경우) 및 도 2B에 나타내는 자장안성형 장치(S13)를 이용해 얻을 수 있던 링 형태 본드 자석 한 개(자극1~ 자극4)의 자기 특성을 측정한 결과를 도 4에 아울러 나타내 보였다. 덧붙여 여기서 측정한 자기 특성은, 링 형태 본드 자석의 표면 자속 밀도의 래디얼 성분의 각도 분포다. 또, 도 4에 나타낸 자속밀도는 상대치이며, 기준으로 한 것은 자장안성형 장치(S11)를 이용해 얻을 수 있던 링 형태 본드 자석의 각 자극에 있어서의 자속 변화다. 도 4에는, 그 기준이 되는 자속 변화를 자속 커브 a로 해, 그 자속 커브 a의 극대치 및 극소치를 ±1로서 나타내 보였다. 도 4로부터도 분명한 것처럼, 자속 커브 a는 자속밀도 분포가 각 자극에서 균일한 특성을 가진다.

　자장안성형 장치(S13)를 이용해 얻을 수 있던 링 형태 본드 자석의 자속 변화를 자속 커브 b로서 나타내 보였다. 이 경우, 백 요크 연결부(423)이 좁기 때문에, 그 부분에서 배향 자장이 포화 자속에 도달하고, 자극3으로부터 나와 자극4에 들어가는 자기 루프 및 자극3으로부터 나와 자극2에 들어가는 자기 루프(를 통과하는 자속)가 약해져 버린다. 그 결과, 자극3에 대응하는 캐비티 부분에 있어서의 자장 힘이 극단적으로 약해져, 또, 자극4 및 자극2에 대응하는 캐비티 부분에 있어서의 자장 힘도 약해져, 그러한 부분에서 충분한 배향을 시킬 수 없다. 즉, 자장안성형 장치(S13)을 이용해 복수개를 취하려고 했을 경우, 종래의 자장안성형 장치(S11)등에서 1개를 취하고 있었을 경우와 동등한 배향 자장을 출력시킬 수 없다. 보다 구체적으로 말하면, 자속 커브 b와 자속 커브 a를 대비하면 분명한 것처럼, 자속 커브 b의 자속밀도의 피크치는, 자속밀도 a의 자속밀도의 피크치에 대해서, 자극3에서 약 50%정도로까지 저하되고, 또, 자극2 및 자극4에서 약 75%정도까지 저하된다. 따라서, 자장안성형 장치(S13)를 이용해 얻을 수 있던 링 형태 본드 자석을 모터에 사용했을 경우, 그 모터의 토크는 큰폭으로 저하하는 것과 동시에 자속 밀도의 불균일성에 근거하여 코깅 토크도 증대해 바람직하지 않다.

　이와 관련하여 본 실시예의 자장안성형 장치(S2)를 이용해 얻을 수 있던 링 형태 본드 자석의 경우, 그 자속 변화를 나타낸 자속 커브 c로부터도 알 수 있듯이, 종래의 자장안성형 장치(S11)등에서 1개를 취하고 있었을 경우(자속 커브 a)와 동등한 배향 자장이 출력되고 있던 것을 안다. 이것은 자장안성형 장치(S13)를 이용했을 경우와 달리, 자기 통로에 좁은 부분이 없기 때문에, 배향 자장을 인가했을 때에, 자기 루프상에 자속을 약하게 할 수 있는 부분이 없었기 때문이다.

(4) 다른 실시예

도 5에, 한 번의 가열 배향 공정으로 4개의 자석 성형체를 얻을 수 있는 자장안성형 장치(S3)를 나타냈다. 도 5에 나타낸 파선은 자기 루프이며, 서로 인접하고 평행하게 성장하는 자기 루프는, 자기 방향이 동일한 것을 나타낸다. 또, 도 5에 나타낸 자장안성형 장치(S3)에서처럼, 한 번의 가열 배향 공정으로 4개의 자석 성형체를 얻을 수 있는 다른 자장안성형 장치(S4)를 도 6에 나타냈다.

자장안성형 장치(S3)는 캐비티가 상하 좌우에 균등 분할 정렬 되어 4개(2 x2개)를 취할 수 있는 것이었지만, 자장안성형 장치(S4)는, 캐비티가 상하 1단으로 좌우에 4열 배치되어 4개(1 x4개)를 취할 수 있는 것이다. 도 6에 나타낸 파선도 자기 루프이며, 인접하고 평행하게 성장하는 자기 루프는, 자기 방향이 동일한 것을 나타낸다.

　게다가 복수개를 취할 수 있는 자장안성형 장치는, 각 캐비티의 배치가 직선적 또는 사각형 모양인 경우에 한정되지 않는다. 인접하는 캐비티간에 배열된 중 간 요크에 발생시키는 자장의 자기 방향이 동일한 배향 자장(중간 배향 자장)이 되고 있는 한, 각 캐비티의 배치는 삼각형 모양, 육각형 모양 등도 될 수 있다.

Claims (4)

1. 중심축에 평행하게 인접 배치된 두 개 이상의 원통형의 캐비티에 일종 이상의 희토류 이방성 자석 분말과 바인더 수지를 함유한 자석 원료를 충진하는 충진 공정과,

   상기 충진 공정 후의 자석 원료를 상기 수지의 연화점 이상의 온도로 가열하여 상기 수지를 연화 상태 또는 용해 상태로 하면서 배향 자장을 인가해 상기 희토류 이방성 자석 분말을 세미 래디얼 분포로 배향시키는 가열 배향 공정과,

   상기 가열 배향 공정 후에 또는 상기 가열 배향 공정과 병행하여, 배향된 상기 자석 원료를 가압 성형해 세미 래디얼 분포로 배향된 4개 이상의 배향부를 원통 측면으로 가지는 원통형의 자석 성형체를 얻는 성형 공정과,

   상기　자석 성형체를 착자해 자화된 상기 배향부를 자극으로 하는 착자 공정을 포함하는 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법이며,

   상기 가열 배향 공정에서는 상기 인접하는 캐비티간에 인가되는 중간 배향 자장의 주자기 방향이 동일한 것을 특징으로 하는 희토류 이방성 본드 자석의 제조 방법.
2. 중심축에 평행하게 인접 배치된 두 개 이상의 원통형의 캐비티에 일종 이상의 희토류 이방성 자석 분말과 바인더 수지를 함유한 자석 원료를 충진하는 충진 공정과,

   상기 충진 공정 후의 자석 원료를 상기 수지의 연화점이상의 온도로 가열해 상기 수지를 연화 상태 또는 용해 상태로 하면서 배향 자장을 인가해 상기 희토류 이방성 자석 분말을 세미 래디얼 분포로 배향시키는 가열 배향 공정과,

   상기 가열 배향 공정 후에 또는 상기가열 배향 공정과 병행하여, 배향된 상기 자석 원료를 가압 성형해 세미 래디얼 분포로 배향된 4개 이상의 배향부를 원통 측면으로 가지는 원통형의 자석 성형체를 얻는 성형 공정을 포함하는 자석 성형체의 배향 처리 방법이며,

   상기 가열 배향 공정에서는 상기 인접하는 캐비티간에 인가되는 중간 배향 자장의 주자기 방향이 동일한 것을 특징으로 하는 자석 성형체의 배향 처리 방법.
3. 중심축에 평행하게 인접 배치된 두 개 이상의 원통형의 캐비티 및 상기 캐비티의 내주 측에 자심이 되는 코어와,

   비자성부를 삽입하여 4개 이상으로 분할되어 상기 캐비티의 외주 측에 환상으로 배치된 자성재로 만든 주요크와,

   상기 캐비티에 충진되는 일종 이상의 희토류 이방성 자석 분말과 바인더 수지를 함유한 자석 원료를 상기 수지의 연화점이상의 온도로 가열해 상기 수지를 연화 상태 또는 용해 상태로 할 수 있는 가열기와,

   상기 캐비티에 충진된 자석 원료에 상기 주요크로부터 배향 자장을 인가할 수 있는 자장원과,

   상기 캐비티에 충진된 자석 원료를 가압하는 펀치를 구성함으로서, 세미 래 디얼 분포로 배향된 4개 이상의 배향부를 원통 측면으로 가지는 원통형의 자석 성형체를 얻을 수 있는 자장안성형 장치이며,

   상기 인접하는 캐비티간에 배설된 상기 주요크를 자기적으로 연결하는 자성재로 만든 중간 요크를 갖추고, 상기 중간 요크를 개입시켜 상기 인접하는 캐비티간에 주자기 방향을 공통으로 하는 중간 배향 자장을 인가할 수 있는 것을 특징으로 하는 자장안성형 장치.
4. 　제 3 항에 있어서, 상기 자장원은, 상기중간 요크의 주위에 감겨진 중간 전자 코일과 상기 중간 전자 코일에 일정 방향의 전류를 공급하는 전류원을 가지는 것을 특징으로 하는 자장안성형 장치.

Images