WO2018066162A1 - Method for producing flexible permanent magnet, flexible permanent magnet, deformation detection sensor, and deformation detection method - Google Patents

Method for producing flexible permanent magnet, flexible permanent magnet, deformation detection sensor, and deformation detection method Download PDF

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Abstract

In this method for producing a flexible permanent magnet provided with a magnetic filler 2, and a polymer matrix layer 3 including the magnetic filler 2 dispersed therein, a compressive force P is applied to the sheet-shaped polymer matrix layer 3 to deform the polymer matrix layer, and a magnetic field is applied while the polymer matrix layer 3 is in a state of having been compressed and deformed, to set the surface magnetic flux density higher in central portions of pole surfaces than in end portions of the pole surfaces. Accordingly, a flexible permanent magnet having a higher surface magnetic flux density in the central portions of the pole surfaces than in the end portions of the pole surfaces can be obtained, and a contribution to an improvement in detection sensitivity can be made.

Description

可撓性永久磁石の製造方法、可撓性永久磁石、変形検出センサ及び変形検出方法Method for manufacturing flexible permanent magnet, flexible permanent magnet, deformation detection sensor, and deformation detection method
 本発明は、磁性フィラーを分散させて含有した高分子マトリックス層を有する可撓性永久磁石の製造方法に関し、更には、その可撓性永久磁石、それを利用した変形検出センサ及び変形検出方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a flexible permanent magnet having a polymer matrix layer containing a dispersed magnetic filler, and further relates to the flexible permanent magnet, a deformation detection sensor and a deformation detection method using the same. .
 リチウムイオン二次電池に代表される密閉型二次電池(以下、単に「二次電池」と呼ぶことがある)は、携帯電話やノートパソコンなどのモバイル機器だけでなく、電気自動車やハイブリッド車といった電動車両用の電源としても利用されている。二次電池を構成するセルは、正極と負極をそれらの間にセパレータを介して捲回または積層してなる電極群と、その電極群を収容する外装体とを備える。一般に、外装体には、アルミラミネート箔などのラミネートフィルムや、円筒型または角型の金属缶が用いられる。 Sealed secondary batteries typified by lithium ion secondary batteries (hereinafter sometimes referred to simply as “secondary batteries”) are not only mobile devices such as mobile phones and laptop computers, but also electric vehicles and hybrid vehicles. It is also used as a power source for electric vehicles. A cell constituting a secondary battery includes an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are wound or laminated with a separator interposed therebetween, and an exterior body that houses the electrode group. In general, a laminate film such as an aluminum laminate foil or a cylindrical or square metal can is used for the exterior body.
 現在、二次電池の変形を検出し、その結果に基づいて諸々の解析や判定、制御などに役立てる技術が検討されている。例えば、本出願人による特許文献1では、組電池を構成する2つ以上の二次電池の変形を変形検出センサによって検出し、特定の二次電池に異常が発生したことを判定する技術が提案されている。この変形検出センサは、磁性フィラーを分散させて含有した高分子マトリックス層を有する可撓性永久磁石と、それに対向して配置される検出器とを備え、二次電池に貼り付けた高分子マトリックス層の変形に伴う磁場の変化を検出器で検出し、それに基づいて二次電池の変形を検出する。 Currently, a technique for detecting deformation of a secondary battery and using it for various analysis, determination, control and the like is being studied. For example, in Patent Document 1 by the present applicant, a technique is proposed in which deformation of two or more secondary batteries constituting an assembled battery is detected by a deformation detection sensor to determine that an abnormality has occurred in a specific secondary battery. Has been. This deformation detection sensor includes a flexible permanent magnet having a polymer matrix layer containing a magnetic filler dispersed therein, and a detector disposed opposite to the polymer matrix, and is attached to a secondary battery. The change in the magnetic field accompanying the deformation of the layer is detected by a detector, and the deformation of the secondary battery is detected based on the change.
 通常、検出器は、多少の位置ずれが生じても対応できるように、可撓性永久磁石の磁極面の中央部に対向するようにして配置される。しかし、従来の可撓性永久磁石は、磁極面の中央部において表面磁束密度が低い傾向にあり、検出の感度を高めるためには、これを改善する余地があることが判明した。このような表面磁束密度の傾向は、可撓性永久磁石が、両面で互いに異なる極性の磁極面を備えたシート状の単極着磁磁石として形成されていることに起因するが(図1,2参照)、上述のような用途において、かかる磁石の形態は避けがたいという実状がある。 Usually, the detector is arranged so as to face the central portion of the magnetic pole surface of the flexible permanent magnet so that it can cope with even a slight displacement. However, it has been found that conventional flexible permanent magnets tend to have a low surface magnetic flux density at the center of the magnetic pole surface, and there is room for improvement in order to increase the sensitivity of detection. Such a tendency of the surface magnetic flux density is due to the fact that the flexible permanent magnet is formed as a sheet-like single-pole magnetized magnet having magnetic pole faces of different polarities on both sides (FIG. 1, 2), in the applications as described above, there is a fact that such a magnet form is unavoidable.
 特許文献2には、ゴム磁石シートの製造に関し、マトリックス中で分散した磁性粉を高温で磁場配向させ、その磁場方向と直交する方向にゴム磁石シートを圧縮したまま冷却し、その圧縮を解除して脱磁した後にゴム磁石シートを加硫し、得られた加硫済みシートを着磁する技術が記載されている。しかし、これは、磁場の配向状態を保持するための手法であり、検出の感度に関する上記問題を解決しうるものではない。 In Patent Document 2, magnetic powder dispersed in a matrix is magnetically oriented at a high temperature, and the rubber magnet sheet is cooled while compressed in a direction perpendicular to the magnetic field direction, and the compression is released. A technique of vulcanizing a rubber magnet sheet after demagnetizing and magnetizing the obtained vulcanized sheet is described. However, this is a technique for maintaining the orientation state of the magnetic field, and cannot solve the above-described problem relating to detection sensitivity.
 特許文献3には、アクチュエータのトルクを向上させるため、平面部に複数の磁極を形成して磁力線を集束させた永久磁石が記載されている。しかし、この永久磁石を作製するには、複雑な構造を有する着磁ヨークを用いて多極着磁を行う必要があるため、製造コストが高くなる傾向にある。もとより、この永久磁石は、アクチュエータ用磁気回路に用いられる焼結磁石であり、可撓性を有するものではない。 Patent Document 3 describes a permanent magnet in which a plurality of magnetic poles are formed on a flat surface portion to focus lines of magnetic force in order to improve the torque of an actuator. However, in order to produce this permanent magnet, it is necessary to perform multipolar magnetization using a magnetized yoke having a complicated structure, and thus the manufacturing cost tends to increase. Of course, this permanent magnet is a sintered magnet used in a magnetic circuit for an actuator and does not have flexibility.
特開2016-27539号公報JP 2016-27539 A 特開2006-156423号公報JP 2006-156423 A 特開2001-76925号公報JP 2001-76925 A
 本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出の感度向上に資する可撓性永久磁石の製造方法、その可撓性永久磁石、それを利用した変形検出センサ及び変形検出方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to produce a flexible permanent magnet that contributes to improvement in detection sensitivity, the flexible permanent magnet, a deformation detection sensor using the same, and deformation detection. It is to provide a method.
 本発明に係る可撓性永久磁石の製造方法は、磁性フィラーと、前記磁性フィラーを分散させて含有した高分子マトリックス層とを有する可撓性永久磁石の製造方法において、シート状をなす前記高分子マトリックス層に外力を加えて変形させ、その高分子マトリックス層を変形させた状態で磁場を印加し、それによって磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度を高くするものである。この方法では、外力を加えて高分子マトリックス層を変形させた状態で磁場を印加するため、その外力を除去して元の形状に戻したときに磁力線の向きを変えられる。これを利用することで、磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が高い可撓性永久磁石が得られ、検出の感度向上に資することができる。 The method for producing a flexible permanent magnet according to the present invention is the method for producing a flexible permanent magnet having a magnetic filler and a polymer matrix layer containing the magnetic filler dispersed therein, wherein the high The molecular matrix layer is deformed by applying an external force, and a magnetic field is applied in a state where the polymer matrix layer is deformed, thereby increasing the surface magnetic flux density at the central portion rather than the end portion of the magnetic pole surface. In this method, since a magnetic field is applied in a state where the polymer matrix layer is deformed by applying an external force, the direction of the lines of magnetic force can be changed when the external force is removed to return to the original shape. By utilizing this, a flexible permanent magnet having a higher surface magnetic flux density at the center than at the end of the magnetic pole surface can be obtained, which can contribute to an improvement in detection sensitivity.
 前記外力として厚み方向の圧縮力を加えることにより前記高分子マトリックス層を変形させ、その変形させた高分子マトリックス層の厚み方向に前記磁場を印加することが好ましい。この方法によれば、より簡易な作業によって所望の可撓性永久磁石が得られる。この場合、5~50%の圧縮率となるように前記圧縮力を加えることが望ましい。 Preferably, the polymer matrix layer is deformed by applying a compressive force in the thickness direction as the external force, and the magnetic field is applied in the thickness direction of the deformed polymer matrix layer. According to this method, a desired flexible permanent magnet can be obtained by simpler work. In this case, it is desirable to apply the compression force so that the compression ratio is 5 to 50%.
 前記磁性フィラーが前記高分子マトリックス層の厚み方向に偏在していることが好ましい。この場合、磁性フィラーの少ない領域が柔軟になるので、外力を加えたときに高分子マトリックス層を変形させやすい。 It is preferable that the magnetic filler is unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer. In this case, since the area | region with few magnetic fillers becomes flexible, when an external force is applied, it is easy to deform | transform a polymer matrix layer.
 本発明に係る可撓性永久磁石は、磁性フィラーと、前記磁性フィラーを分散させて含有した高分子マトリックス層とを有する可撓性永久磁石において、シート状をなす前記高分子マトリックス層の両面で互いに異なる極性の磁極面を備え、前記磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が高いものである。この可撓性永久磁石は、磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が高いため、検出の感度向上に資する。可撓性永久磁石は、0.5~40MPaの弾性率を有することが好ましい。 The flexible permanent magnet according to the present invention is a flexible permanent magnet having a magnetic filler and a polymer matrix layer containing the magnetic filler dispersed therein, on both surfaces of the polymer matrix layer forming a sheet shape. The magnetic pole surfaces having different polarities are provided, and the surface magnetic flux density at the central portion is higher than the end portions of the magnetic pole surfaces. Since this flexible permanent magnet has a higher surface magnetic flux density at the center than at the end of the magnetic pole surface, it contributes to improved detection sensitivity. The flexible permanent magnet preferably has an elastic modulus of 0.5 to 40 MPa.
 本発明に係る変形検出センサは、上述した可撓性永久磁石と、前記高分子マトリックス層の変形に伴う磁場の変化を検出可能に構成された検出器とを備える。この変形検出センサは、磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が高い可撓性永久磁石を備えることから、検出の感度に優れる。 A deformation detection sensor according to the present invention includes the above-described flexible permanent magnet and a detector configured to be able to detect a change in a magnetic field accompanying deformation of the polymer matrix layer. Since the deformation detection sensor includes a flexible permanent magnet having a surface magnetic flux density higher in the central portion than in the end portion of the magnetic pole surface, it is excellent in detection sensitivity.
 本発明に係る変形検出方法は、上述した可撓性永久磁石を被検出体に貼り付け、前記高分子マトリックス層の変形に伴う前記磁場の変化を検出器で検出することにより、前記被検出体の変形を検出するものである。この変形検出方法は、磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が高い可撓性永久磁石を使用するため、検出の感度に優れる。前記被検出体は、例えばリチウムイオン二次電池に代表される密閉型二次電池であってよい。 In the deformation detection method according to the present invention, the flexible permanent magnet described above is affixed to a detection object, and the change in the magnetic field accompanying the deformation of the polymer matrix layer is detected by a detector. Is detected. This deformation detection method uses a flexible permanent magnet having a higher surface magnetic flux density at the central portion than at the end portion of the magnetic pole surface, and therefore has excellent detection sensitivity. The object to be detected may be, for example, a sealed secondary battery represented by a lithium ion secondary battery.
通常の単極着磁を施した可撓性永久磁石を模式的に示す断面図Sectional view schematically showing a flexible permanent magnet with normal single pole magnetization 図1の磁石の表面磁束密度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the surface magnetic flux density of the magnet of FIG. 可撓性永久磁石の前駆体を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows the precursor of a flexible permanent magnet typically 本発明によって可撓性永久磁石を製造する様子を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows a mode that a flexible permanent magnet is manufactured by this invention 本発明に係る可撓性永久磁石の一例を模式的に示す断面図Sectional drawing which shows typically an example of the flexible permanent magnet which concerns on this invention 図5の磁石の表面磁束密度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the surface magnetic flux density of the magnet of FIG. 密閉型二次電池を模式的に示す(a)斜視図と(b)A-A断面図(A) perspective view and (b) AA cross-sectional view schematically showing a sealed secondary battery 圧縮力を加えたときの高分子マトリックス層を模式的に示す断面図Sectional drawing schematically showing the polymer matrix layer when compressive force is applied 圧縮力を加えたときの高分子マトリックス層を模式的に示す断面図Sectional drawing schematically showing the polymer matrix layer when compressive force is applied 比較例1における表面磁束密度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the surface magnetic flux density in the comparative example 1 比較例2における表面磁束密度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the surface magnetic flux density in the comparative example 2 実施例1における表面磁束密度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the surface magnetic flux density in Example 1 実施例2における表面磁束密度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the surface magnetic flux density in Example 2 実施例3における表面磁束密度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the surface magnetic flux density in Example 3 実施例4における表面磁束密度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the surface magnetic flux density in Example 4 実施例5における表面磁束密度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the surface magnetic flux density in Example 5 実施例6における表面磁束密度の測定結果を示すグラフThe graph which shows the measurement result of the surface magnetic flux density in Example 6
 まずは、参照のために、通常の単極着磁により製造した可撓性永久磁石の断面を図1に示す。可撓性永久磁石91は、磁性フィラー92と、その磁性フィラー92を分散させて含有した高分子マトリックス層93とを有する。この磁石91は、シート状をなす高分子マトリックス層93の両面で互いに異なる極性の磁極面を備えた単極着磁磁石として形成され、磁性フィラー92は高分子マトリックス層93の厚み方向に沿って一律に着磁されている。なお、図面は模式的に描かれており、実際には磁石91の断面に対してもっと小さい磁性フィラー92が細かく分散している(他の断面図においても同じ)。 First, for reference, FIG. 1 shows a cross section of a flexible permanent magnet manufactured by normal single pole magnetization. The flexible permanent magnet 91 includes a magnetic filler 92 and a polymer matrix layer 93 containing the magnetic filler 92 dispersed therein. The magnet 91 is formed as a single-pole magnetized magnet having magnetic pole faces with different polarities on both surfaces of the polymer matrix layer 93 in the form of a sheet, and the magnetic filler 92 extends along the thickness direction of the polymer matrix layer 93. Uniformly magnetized. The drawings are drawn schematically, and actually, smaller magnetic fillers 92 are finely dispersed with respect to the cross section of the magnet 91 (the same applies to other cross sectional views).
 直径20mm、厚み1mmの円形シート状をなす磁石91に対する表面磁束密度の測定結果を図2に示す。グラフの横軸は、磁石91の径方向(幅方向)位置であり、0mm及び20mmがそれぞれ端位置に相当する。表面磁束密度は、N極面である磁極面から厚み方向に2mm離れた位置での測定値であり、具体的には実施例の測定方法に準ずる。図2のように、この磁石91では、磁極面の中央部において表面磁束密度が低く、この傾向は磁石の形状が薄くて平たいほど強くなると考えられる。このことは、後述のような被検出体の変形を検出するうえで不利であり、検出の感度を高めるためには、これを更に改善する余地がある。 FIG. 2 shows the measurement results of the surface magnetic flux density for a magnet 91 having a circular sheet shape with a diameter of 20 mm and a thickness of 1 mm. The horizontal axis of the graph is the radial direction (width direction) position of the magnet 91, and 0 mm and 20 mm correspond to the end positions, respectively. The surface magnetic flux density is a measured value at a position 2 mm away from the magnetic pole surface, which is the N-polar surface, in the thickness direction, and specifically conforms to the measurement method of the example. As shown in FIG. 2, in this magnet 91, the surface magnetic flux density is low at the central portion of the magnetic pole surface, and this tendency is considered to be stronger as the magnet is thinner and flatter. This is disadvantageous in detecting the deformation of the detected object as described later, and there is room for further improvement in order to increase the detection sensitivity.
 そこで、本実施形態では、シート状をなす高分子マトリックス層に外力を加えて変形させ(外力付与工程)、その高分子マトリックス層を変形させた状態で磁場を印加し(着磁工程)、それによって磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度を高くする。この方法では、外力を加えて高分子マトリックス層を変形させた状態で磁場を印加するため、その外力を除去して元の形状に戻したときに磁力線の向きを変えられる。これを利用することで、磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が高い可撓性永久磁石が得られ、検出の感度向上に資することができる。また、複雑な構造を有する着磁ヨークなどを用いる必要がなく、製造コストが抑えられる。以下、より具体的に説明する。 Therefore, in this embodiment, an external force is applied to the polymer matrix layer in the form of a sheet to deform it (an external force applying step), and a magnetic field is applied in a state where the polymer matrix layer is deformed (a magnetizing step). Thus, the surface magnetic flux density at the center portion is made higher than the end portion of the magnetic pole surface. In this method, since a magnetic field is applied in a state where the polymer matrix layer is deformed by applying an external force, the direction of the lines of magnetic force can be changed when the external force is removed to return to the original shape. By utilizing this, a flexible permanent magnet having a higher surface magnetic flux density at the center than at the end of the magnetic pole surface can be obtained, which can contribute to an improvement in detection sensitivity. Further, it is not necessary to use a magnetized yoke having a complicated structure, and the manufacturing cost can be reduced. More specific description will be given below.
 図3は、可撓性永久磁石の前駆体の断面を示す。この前駆体10は、シート状をなす高分子マトリックス層3中に磁性フィラー2を分散させて含有している。磁性フィラー2は未だ着磁されておらず、前駆体10は磁力を有していない。この前駆体10に磁場を印加して磁性フィラー2を着磁することにより、磁性フィラー2と、その磁性フィラー2を分散させて含有した高分子マトリックス層3とを有する可撓性永久磁石が得られる。前駆体10は、磁性フィラー2とエラストマー成分からなるマトリックス材料とを攪拌・混合して前駆体溶液を調製する工程(調製工程)と、その前駆体溶液を硬化させる工程(硬化工程)とを経て成形される。 FIG. 3 shows a cross section of the precursor of the flexible permanent magnet. This precursor 10 contains a magnetic filler 2 dispersed in a polymer matrix layer 3 in the form of a sheet. The magnetic filler 2 has not been magnetized yet, and the precursor 10 has no magnetic force. By applying a magnetic field to the precursor 10 to magnetize the magnetic filler 2, a flexible permanent magnet having the magnetic filler 2 and the polymer matrix layer 3 containing the magnetic filler 2 dispersed therein is obtained. It is done. The precursor 10 undergoes a step (preparation step) for preparing a precursor solution by stirring and mixing the magnetic filler 2 and a matrix material made of an elastomer component, and a step (curing step) for curing the precursor solution. Molded.
 図3の前駆体10において、この状態のまま厚み方向(図3の上下方向)に磁場を印加した場合には、図1の如き磁石91が得られるに過ぎない。そこで、本実施形態では、磁場を印加するに際して、シート状をなす高分子マトリックス層3に外力を加えて変形させる。図4では、外力として厚み方向の圧縮力Pを加えることにより高分子マトリックス層3を変形させており、その変形させた高分子マトリックス層3の厚み方向に磁場を印加している。この高分子マトリックス層3の変形は、弾性変形である。本実施形態において、圧縮力Pを加えられた高分子マトリックス層3は、その厚み方向の一方側(図4では下側)に向かって拡幅(拡径)するように変形している。 In the precursor 10 of FIG. 3, when a magnetic field is applied in the thickness direction (vertical direction of FIG. 3) in this state, only the magnet 91 as shown in FIG. 1 is obtained. Therefore, in this embodiment, when applying a magnetic field, the polymer matrix layer 3 having a sheet shape is deformed by applying an external force. In FIG. 4, the polymer matrix layer 3 is deformed by applying a compressive force P in the thickness direction as an external force, and a magnetic field is applied in the thickness direction of the deformed polymer matrix layer 3. The deformation of the polymer matrix layer 3 is elastic deformation. In the present embodiment, the polymer matrix layer 3 to which the compressive force P is applied is deformed so as to widen (expand) toward one side in the thickness direction (the lower side in FIG. 4).
 本実施形態では、外力が加えられていない自然状態において、高分子マトリックス層3の断面形状が長方形状をなし(図3参照)、その両面が互いに同じ面積を有する。図4のように厚み方向の一方側に向かって拡幅するように変形させた状態では、その断面形状は台形状となる。矢印MDは、着磁方向(磁化方向)を示しており、これは逆向きであっても構わない。図示を省略しているが、高分子マトリックス層3の周辺には着磁装置が配置されており、例えば、その着磁装置が備える一対のヨークで高分子マトリックス層3を挟み込むことによって圧縮力Pを加えることができる。着磁装置には、例えば電子磁気工業株式会社製の「ES-10100-15SH」や株式会社玉川製作所製の「TM-YS4E」を用いることができる。通常、1~8Tの磁場を印加する。 In the present embodiment, in a natural state where no external force is applied, the cross-sectional shape of the polymer matrix layer 3 is rectangular (see FIG. 3), and both surfaces thereof have the same area. In a state where it is deformed so as to widen toward one side in the thickness direction as shown in FIG. The arrow MD indicates the magnetization direction (magnetization direction), which may be reversed. Although not shown, a magnetizing device is disposed around the polymer matrix layer 3. For example, the compression force P is obtained by sandwiching the polymer matrix layer 3 between a pair of yokes provided in the magnetizing device. Can be added. As the magnetizing device, for example, “ES-10100-15SH” manufactured by Electromagnetic Industry Co., Ltd. or “TM-YS4E” manufactured by Tamagawa Seisakusho Co., Ltd. can be used. Usually, a magnetic field of 1 to 8 T is applied.
 図4の工程を経て製造された可撓性永久磁石を図5に示し、直径20mm、厚み1mmの円形シート状をなす該磁石に対する表面磁束密度の測定結果を図6に示す。表面磁束密度の測定方法等は図2のグラフと同じである。図6のように、この磁石1では、磁極面1a(本実施形態ではN極面)の端部よりも中央部での表面磁束密度が高い。これは、圧縮力Pを除去して元の形状に戻したときに磁性フィラー2の向きが変わることに伴い、外力が加えられていない自然状態において、磁極面1aの中央部が面する空間に向かって磁力線が集束するためであると考えられる。 FIG. 5 shows a flexible permanent magnet manufactured through the process of FIG. 4, and FIG. 6 shows the measurement result of the surface magnetic flux density for the magnet having a circular sheet shape with a diameter of 20 mm and a thickness of 1 mm. The method for measuring the surface magnetic flux density is the same as the graph of FIG. As shown in FIG. 6, in this magnet 1, the surface magnetic flux density at the center is higher than the end of the magnetic pole surface 1 a (N pole surface in the present embodiment). This is because the direction of the magnetic filler 2 changes when the compressive force P is removed and returned to its original shape, and in a natural state where no external force is applied, in the space facing the central portion of the magnetic pole surface 1a. This is thought to be because the magnetic field lines converge toward the surface.
 ここで、磁極面の端部での表面磁束密度には、その磁極面における幅方向(径方向)の端位置から中央位置に向かって幅寸法(直径)の30%の範囲内での最も高い値が用いられる。また、磁極面の中央部での表面磁束密度には、その磁極面における幅方向(径方向)の中央位置を中心とした幅寸法(直径)の15%の範囲内での最も高い値が用いられる。なお、端部よりも中央部で表面磁束密度が高くなるのは片側の磁極面となり、本実施形態の該磁極面1aはN極面であるが、着磁方向MDを逆向きにした場合はS極面となる。したがって、N極面とS極面の何れでも中央部の表面磁束密度を高めることが可能である。 Here, the surface magnetic flux density at the end of the magnetic pole surface is the highest in the range of 30% of the width dimension (diameter) from the end position in the width direction (radial direction) to the center position on the magnetic pole surface. A value is used. Further, the highest value in the range of 15% of the width dimension (diameter) around the center position in the width direction (radial direction) on the magnetic pole surface is used for the surface magnetic flux density at the central portion of the magnetic pole surface. It is done. It is to be noted that the surface magnetic flux density is higher in the central portion than in the end portion, and the magnetic pole surface on one side is the magnetic pole surface 1a in the present embodiment, but the magnetic pole surface 1a is an N-pole surface. S pole face. Therefore, it is possible to increase the surface magnetic flux density in the central portion on either the N-pole surface or the S-pole surface.
 磁場を印加するに際しては、5~50%の圧縮率となるように圧縮力Pを加えることが好ましい。圧縮率は、高分子マトリックス層3における変形前の厚みをT、その変形後の厚みをTとして、(T-T)/Tの式により求められる。圧縮率を5%以上とすることにより、高分子マトリックス層3を適度に変形させることができる。また、圧縮率を50%以下とすることにより、高分子マトリックス層3を過度に変形させることなく、亀裂などの破損を防止できる。厚みTは、例えば0.5~20mmであり、より好ましくは1~5mmである。 When applying the magnetic field, it is preferable to apply the compressive force P so that the compressibility is 5 to 50%. Compression ratio, the thickness before the deformation in the polymer matrix layer 3 T 0, the thickness after the deformation as T 1, is determined by the equation of (T 0 -T 1) / T 0. By setting the compression rate to 5% or more, the polymer matrix layer 3 can be appropriately deformed. Further, by setting the compression rate to 50% or less, breakage such as cracks can be prevented without excessively deforming the polymer matrix layer 3. The thickness T 0 is, for example, 0.5 to 20 mm, and more preferably 1 to 5 mm.
 本実施形態では、磁性フィラー2が高分子マトリックス層3の厚み方向に偏在している磁石1を例示する。高分子マトリックス層3は、磁性フィラー2が相対的に少ない一方側の領域からなる第一層31と、磁性フィラー2が相対的に多い他方側の領域からなる第二層32との二層構造を有し、それらの境界面を破線によって概念的に描いている。端部よりも中央部で表面磁束密度が高い磁極面1aは第一層31により形成され、その反対側の磁極面1bは第二層32により形成されている。 In this embodiment, the magnet 1 in which the magnetic filler 2 is unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer 3 is illustrated. The polymer matrix layer 3 has a two-layer structure of a first layer 31 composed of one region with relatively few magnetic fillers 2 and a second layer 32 composed of the other region with relatively many magnetic fillers 2. And their boundary surfaces are conceptually drawn by broken lines. The magnetic pole surface 1 a having a higher surface magnetic flux density in the central portion than the end portion is formed by the first layer 31, and the opposite magnetic pole surface 1 b is formed by the second layer 32.
 磁性フィラー2の少ない第一層31は、比較的柔軟で動きやすい。このため、図4のように外力を加えたときに、第一層31が大きく変形し、それに第二層32が追随するようにして高分子マトリックス層3を簡単に変形させることができる。また、磁性フィラー2の多い第二層32では、高分子マトリックス層3の変形に対する磁場の変化が大きくなるため、検出の感度を高めるうえで有利であり、例えば、後述のように二次電池の変形を検出する場面では低い内圧に対するセンサ感度が高められる。磁性フィラーを偏在させる場合において、実施例の測定方法に準じて求められるフィラー偏在率は、0.55以上が好ましく、0.6以上がより好ましい。 The first layer 31 with few magnetic fillers 2 is relatively flexible and easy to move. Therefore, when an external force is applied as shown in FIG. 4, the first layer 31 is greatly deformed, and the polymer matrix layer 3 can be easily deformed so that the second layer 32 follows the first layer 31. In addition, the second layer 32 having a large amount of the magnetic filler 2 is advantageous in increasing the sensitivity of detection because the change in the magnetic field with respect to the deformation of the polymer matrix layer 3 is large. In the scene where deformation is detected, the sensor sensitivity to a low internal pressure is increased. In the case where the magnetic filler is unevenly distributed, the filler uneven distribution ratio obtained according to the measurement method of the example is preferably 0.55 or more, and more preferably 0.6 or more.
 上記の如き偏在構造を有する磁石1は、磁性フィラー2が高分子マトリックス層3の厚み方向に偏在している前駆体10(図3,4参照)を用いることで得られる。かかる前駆体10は、例えば、エラストマー成分からなるマトリックス材料に磁性フィラー2を導入した後、室温あるいは所定の温度で静置し、その磁性フィラーの重さにより自然沈降させる方法により成形でき、その静置する温度や時間を変化させることでフィラー偏在率を調整できる。あるいは、遠心力や磁力のような物理的な力を利用して磁性フィラーを偏在させても構わない。 The magnet 1 having the uneven distribution structure as described above can be obtained by using a precursor 10 (see FIGS. 3 and 4) in which the magnetic filler 2 is unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer 3. The precursor 10 can be molded by, for example, a method in which the magnetic filler 2 is introduced into a matrix material composed of an elastomer component, and then allowed to stand at room temperature or a predetermined temperature, and is allowed to settle naturally by the weight of the magnetic filler. The filler uneven distribution rate can be adjusted by changing the temperature and the time of placement. Alternatively, the magnetic filler may be unevenly distributed using a physical force such as centrifugal force or magnetic force.
 図4では、圧縮力Pを加えられた高分子マトリックス層3において、第一層31と第二層32の各々が厚み方向の一方側に向かって拡幅(拡径)した例を示したが、これに限られない。フィラー偏在率や摩擦力などの条件によっては、図7,8のように変形することもあり得るが、上述のようにして磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が高い永久磁石が得られる限り、このような変形でも構わない。図4,7及び8の何れの場合においても、第二層32と比べて第一層31の方が幅方向(径方向)外側に大きく張り出している。また、第二層32では、第一層31と接する側(下側)が、その反対側(上側)と比べて幅方向(径方向)外側に大きく張り出している。 In FIG. 4, in the polymer matrix layer 3 to which the compressive force P is applied, each of the first layer 31 and the second layer 32 is expanded toward one side in the thickness direction. It is not limited to this. Depending on conditions such as the uneven distribution rate of filler and frictional force, the magnet may be deformed as shown in FIGS. 7 and 8, but as described above, the permanent magnet has a higher surface magnetic flux density at the center than at the end of the pole face. As long as the above is obtained, such a modification may be used. In any of the cases of FIGS. 4, 7 and 8, the first layer 31 protrudes more outward in the width direction (radial direction) than the second layer 32. Further, in the second layer 32, the side (lower side) in contact with the first layer 31 protrudes greatly outward in the width direction (radial direction) as compared to the opposite side (upper side).
 本実施形態では、高分子マトリックス層に外力を加えて圧縮変形させた例を示したが、磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度を高くしうるものであれば、これに限られない。例えば、高分子マトリックス層に外力を加えて弓形に曲げ変形させ、その高分子マトリックス層を変形させた状態で磁場を印加し、それによって磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度を高くするものでもよい。 In the present embodiment, an example in which the polymer matrix layer is compressed and deformed by applying an external force has been shown. I can't. For example, an external force is applied to the polymer matrix layer to bend and deform into an arcuate shape, and a magnetic field is applied in a state where the polymer matrix layer is deformed. It can be high.
 図5に示した可撓性永久磁石1は、磁性フィラー2と、磁性フィラー2を分散させて含有した高分子マトリックス層3とを有する。この磁石1は、シート状をなす高分子マトリックス層3の両面で互いに異なる極性の磁極面を備え、単極着磁磁石として形成されている。図6のように、磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が高く、これは該磁極面の中央部が面する空間に向かって磁力線が集束するためであると考えられる。かかる構成により、検出の感度向上に資することができる。 The flexible permanent magnet 1 shown in FIG. 5 has a magnetic filler 2 and a polymer matrix layer 3 containing the magnetic filler 2 dispersed therein. The magnet 1 is provided as a single-pole magnetized magnet with magnetic pole faces having different polarities on both surfaces of the polymer matrix layer 3 in the form of a sheet. As shown in FIG. 6, the surface magnetic flux density in the central portion is higher than the end portion of the magnetic pole surface, and this is considered to be because the magnetic field lines converge toward the space facing the central portion of the magnetic pole surface. Such a configuration can contribute to improvement in detection sensitivity.
 可撓性永久磁石1は、0.5~40MPaの弾性率を有することが好ましい。弾性率の測定は、具体的には実施例の測定方法に準ずる。弾性率が0.5MPa以上であることにより、自らの磁力による変形を防いで、磁石の形状を良好に保持することができる。また、弾性率が40MPa以下であることにより、外力を加えたときに高分子マトリックス層を変形させやすい。これが40MPaを超えていると、高分子マトリックス層を変形させたときに亀裂などが生じる恐れがある。 The flexible permanent magnet 1 preferably has an elastic modulus of 0.5 to 40 MPa. Specifically, the elastic modulus is measured according to the measurement method of the embodiment. When the elastic modulus is 0.5 MPa or more, deformation due to its own magnetic force can be prevented, and the shape of the magnet can be maintained well. Moreover, when the elastic modulus is 40 MPa or less, the polymer matrix layer is easily deformed when an external force is applied. If this exceeds 40 MPa, cracks may occur when the polymer matrix layer is deformed.
 既述のように、本実施形態では、磁性フィラー2が高分子マトリックス層3の厚み方向に偏在しており、高分子マトリックス層3は第一層31と第二層32とを有する。第一層31は、磁性フィラー2と気泡を含有する発泡体で形成されていてもよく、それにより高分子マトリックス層3をより容易く変形できる。また、第二層32が発泡体で形成されていてもよく、高分子マトリックス層3の全体が発泡体で形成されていてもよい。発泡体としては、一般の樹脂フォームを用いることができるが、圧縮永久歪などの特性を考慮すると、ポリウレタン樹脂フォームやシリコーン樹脂フォームなどの熱硬化性樹脂フォームを用いることが好ましい。 As described above, in this embodiment, the magnetic filler 2 is unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer 3, and the polymer matrix layer 3 includes the first layer 31 and the second layer 32. The first layer 31 may be formed of a foam containing the magnetic filler 2 and bubbles, whereby the polymer matrix layer 3 can be more easily deformed. The second layer 32 may be formed of a foam, and the entire polymer matrix layer 3 may be formed of a foam. As the foam, a general resin foam can be used, but in consideration of characteristics such as compression set, it is preferable to use a thermosetting resin foam such as a polyurethane resin foam or a silicone resin foam.
 磁性フィラー2としては、フェライト、アルニコ、サマリウムコバルト、ネオジムが例示される。磁性フィラー2の形状は、特に限定されるものではなく、球状、扁平状、針状、柱状および不定形のいずれであってもよい。磁性フィラー2の平均粒径は、好ましくは0.02~500μm、より好ましくは0.1~400μm、更に好ましくは0.5~300μmである。平均粒径が0.02μmより小さいと、磁性フィラー2の磁気特性が低下する傾向にあり、平均粒径が500μmを超えると、磁石1の機械的特性が低下して脆くなる傾向にある。 Examples of the magnetic filler 2 include ferrite, alnico, samarium cobalt, and neodymium. The shape of the magnetic filler 2 is not particularly limited, and may be any of a spherical shape, a flat shape, a needle shape, a columnar shape, and an indefinite shape. The average particle size of the magnetic filler 2 is preferably 0.02 to 500 μm, more preferably 0.1 to 400 μm, and still more preferably 0.5 to 300 μm. When the average particle size is smaller than 0.02 μm, the magnetic properties of the magnetic filler 2 tend to be reduced, and when the average particle size exceeds 500 μm, the mechanical properties of the magnet 1 tend to be lowered and become brittle.
 高分子マトリックス層3は、エラストマー成分からなるマトリックス材料により形成され、該マトリックス材料としては、ゴム、ポリウレタン、シリコーン、ポリエチレン、塩ビ、ナイロンが例示される。磁性フィラー2の量は、エラストマー成分100重量部に対して、好ましくは1~450重量部、より好ましくは2~400重量部である。これが1重量部より少ないと、磁場の変化を検出することが難しくなる傾向にあり、450重量部を超えると、磁石1が脆くなる場合がある。 The polymer matrix layer 3 is formed of a matrix material made of an elastomer component, and examples of the matrix material include rubber, polyurethane, silicone, polyethylene, vinyl chloride, and nylon. The amount of the magnetic filler 2 is preferably 1 to 450 parts by weight, more preferably 2 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the elastomer component. If this is less than 1 part by weight, it tends to be difficult to detect changes in the magnetic field, and if it exceeds 450 parts by weight, the magnet 1 may become brittle.
 エラストマー成分としては、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマーまたはそれらの混合物を用いることができる。熱可塑性エラストマーとしては、例えばスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、ポリイソプレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。また、熱硬化性エラストマーとしては、例えばポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、ポリクロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン-プロピレンゴム等のジエン系合成ゴム、エチレン-プロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム等の非ジエン系合成ゴム、および天然ゴム等を挙げることができる。このうち好ましいのは熱硬化性エラストマーであり、これは電池の発熱や過負荷に伴うエラストマーのへたりを抑制できるためである。更に好ましくは、ポリウレタンゴム(ポリウレタンエラストマーともいう)またはシリコーンゴム(シリコーンエラストマーともいう)である。 As the elastomer component, a thermoplastic elastomer, a thermosetting elastomer, or a mixture thereof can be used. Examples of the thermoplastic elastomer include styrene-based thermoplastic elastomer, polyolefin-based thermoplastic elastomer, polyurethane-based thermoplastic elastomer, polyester-based thermoplastic elastomer, polyamide-based thermoplastic elastomer, polybutadiene-based thermoplastic elastomer, polyisoprene-based thermoplastic elastomer, A fluororubber-based thermoplastic elastomer can be used. Examples of the thermosetting elastomer include polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, polychloroprene rubber, nitrile rubber, diene synthetic rubber such as ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene rubber, butyl rubber, acrylic rubber, Non-diene synthetic rubbers such as polyurethane rubber, fluorine rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, and natural rubber can be mentioned. Among these, a thermosetting elastomer is preferable because it is possible to suppress the sag of the elastomer accompanying heat generation and overload of the battery. More preferred is polyurethane rubber (also referred to as polyurethane elastomer) or silicone rubber (also referred to as silicone elastomer).
 ポリウレタンエラストマーは、活性水素含有化合物とイソシアネート成分とを反応させることにより得られる。ポリウレタンエラストマーをエラストマー成分として用いる場合、活性水素含有化合物と磁性フィラーとを混合し、ここにイソシアネート成分を混合させて混合液を得る。また、イソシアネート成分に磁性フィラーを混合し、活性水素含有化合物を混合させることで混合液を得ることも出来る。いずれの方法であっても、磁性フィラーを活性水素含有化合物およびイソシアネート成分を含む高分子マトリックス前駆体と混合して混合液を調整する。シリコーンエラストマーをエラストマー成分として用いる場合、シリコーンエラストマーの前駆体に磁性フィラーを入れて混合して混合液を調整できる。なお、必要に応じて溶剤を添加してもよい。 The polyurethane elastomer is obtained by reacting an active hydrogen-containing compound with an isocyanate component. When using a polyurethane elastomer as an elastomer component, an active hydrogen-containing compound and a magnetic filler are mixed, and an isocyanate component is mixed therein to obtain a mixed solution. Moreover, a liquid mixture can also be obtained by mixing a magnetic filler with an isocyanate component and mixing an active hydrogen-containing compound. In any method, a magnetic filler is mixed with a polymer matrix precursor containing an active hydrogen-containing compound and an isocyanate component to prepare a mixed solution. When a silicone elastomer is used as an elastomer component, a mixed liquid can be prepared by adding a magnetic filler to a precursor of a silicone elastomer and mixing them. In addition, you may add a solvent as needed.
 ポリウレタンエラストマーに使用できるイソシアネート成分としては、ポリウレタンの分野において公知の化合物を使用できる。例えば、2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-キシリレンジイソシアネート、m-キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’-ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートを挙げることができる。これらは1種で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。また、イソシアネート成分は、ウレタン変性、アロファネート変性、ビウレット変性、及びイソシアヌレート変性等の変性化したものであってもよい。好ましいイソシアネート成分は、2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジシソシアネート、より好ましくは2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネートである。 As the isocyanate component that can be used in the polyurethane elastomer, compounds known in the field of polyurethane can be used. For example, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, p-phenylene Aromatic diisocyanates such as diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, nor It can be mentioned alicyclic diisocyanates such as Renan diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more. The isocyanate component may be modified such as urethane modification, allophanate modification, biuret modification, and isocyanurate modification. Preferred isocyanate components are 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane disissocyanate, more preferably 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate.
 活性水素含有化合物として、ポリウレタンの分野において公知の化合物を使用できる。例えば、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体等に代表されるポリエーテルポリオール、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペート、3-メチル-1,5-ペンタンアジペートに代表されるポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカプロラクトンのようなポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応物などで例示されるポリエステルポリカーボネートポリオール、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させ、次いで得られた反応混合物を有機ジカルボン酸と反応させたポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリヒドロキシル化合物とアリールカーボネートとのエステル交換反応により得られるポリカーボネートポリオール等の高分子量ポリオールを挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As the active hydrogen-containing compound, a compound known in the field of polyurethane can be used. For example, polytetramethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol, polyether polyol represented by copolymer of propylene oxide and ethylene oxide, polybutylene adipate, polyethylene adipate, representative of 3-methyl-1,5-pentane adipate Polyester polyol such as polyester polyol, polycaprolactone polyol, reaction product of polyester glycol and alkylene carbonate such as polycaprolactone, and the like, and the reaction of the resulting reaction mixture with organic polyol. Polyester polycarbonate polyol reacted with dicarboxylic acid, esterification of polyhydroxyl compound and aryl carbonate High molecular weight polyol polycarbonate polyols obtained by the reaction can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
 活性水素含有化合物として上述した高分子量ポリオール成分の他に、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、スクロース、2,2,6,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノール、及びトリエタノールアミン等の低分子量ポリオール成分、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジエチレントリアミン等の低分子量ポリアミン成分を用いてもよい。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。更に、4,4’-メチレンビス(o-クロロアニリン)(MOCA)、2,6-ジクロロ-p-フェニレンジアミン、4,4’-メチレンビス(2,3-ジクロロアニリン)、3,5-ビス(メチルチオ)-2,4-トルエンジアミン、3,5-ビス(メチルチオ)-2,6-トルエンジアミン、3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミン、3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミン、トリメチレングリコール-ジ-p-アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシド-ジ-p-アミノベンゾエート、1,2-ビス(2-アミノフェニルチオ)エタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチルジフェニルメタン、N,N’-ジ-sec-ブチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジイソプロピル-5,5’-ジメチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトラエチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトライソプロピルジフェニルメタン、m-キシリレンジアミン、N,N’-ジ-sec-ブチル-p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、及びp-キシリレンジアミン等に例示されるポリアミン類を混合することもできる。好ましい活性水素含有化合物は、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体、3-メチル-1,5-ペンタンアジペート、より好ましくはポリプロピレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体である。 In addition to the high molecular weight polyol component described above as the active hydrogen-containing compound, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, trimethylolpropane, glycerin, 1,2,6- Hexanetriol, pentaerythritol, tetramethylolcyclohexane, methylglucoside, sorbitol, mannitol, dulcitol, sucrose, 2,2,6,6-tetrakis (hydroxymethyl) cyclohexanol, and triethanol Low molecular weight polyol component of such emissions, ethylenediamine, tolylenediamine, diphenylmethane diamine, may be used low molecular weight polyamine component of diethylenetriamine. These may be used alone or in combination of two or more. Further, 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (MOCA), 2,6-dichloro-p-phenylenediamine, 4,4′-methylenebis (2,3-dichloroaniline), 3,5-bis ( Methylthio) -2,4-toluenediamine, 3,5-bis (methylthio) -2,6-toluenediamine, 3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, 3,5-diethyltoluene-2,6- Diamine, trimethylene glycol-di-p-aminobenzoate, polytetramethylene oxide-di-p-aminobenzoate, 1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane, 4,4'-diamino-3,3 ' -Diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, N, N'-di-sec-butyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diamy -3,3'-diethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-diisopropyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3 ', 5,5'-tetraethyldiphenylmethane 4,4′-diamino-3,3 ′, 5,5′-tetraisopropyldiphenylmethane, m-xylylenediamine, N, N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, and Polyamines exemplified by p-xylylenediamine and the like can also be mixed. Preferred active hydrogen-containing compounds are polytetramethylene glycol, polypropylene glycol, a copolymer of propylene oxide and ethylene oxide, 3-methyl-1,5-pentane adipate, more preferably a copolymer of polypropylene glycol, propylene oxide and ethylene oxide. It is a coalescence.
 ポリウレタンエラストマーを用いる場合、そのNCO indexは、好ましくは0.3~1.2、より好ましくは0.35~1.1、更に好ましく0.4~1.05である。NCO indexが0.3より小さいと、エラストマーの硬化が不十分になる傾向にあり、NCO indexが1.2より大きいと、弾性率が高くなり、センサ感度が低下する傾向にある。 When a polyurethane elastomer is used, its NCO index is preferably 0.3 to 1.2, more preferably 0.35 to 1.1, and still more preferably 0.4 to 1.05. If the NCO index is less than 0.3, the elastomer tends to be insufficiently cured. If the NCO index is greater than 1.2, the elastic modulus increases and the sensor sensitivity tends to decrease.
 図9に示した密閉型二次電池6には、その二次電池6の変形を検出するための変形検出センサ5が装着されている。変形検出センサ5は、被検出体としての二次電池6に貼り付けられる可撓性永久磁石1と、高分子マトリックス層3の変形に伴う磁場の変化を検出可能に構成された検出器4とを備える。二次電池6が膨れなどの変形を生じると、それに応じて高分子マトリックス層3が変形し、その高分子マトリックス層3の変形に伴う磁場の変化が検出器4によって検出される。このようにして、二次電池6の変形を高感度に配線レスで検出できる。 A deformation detection sensor 5 for detecting deformation of the secondary battery 6 is attached to the sealed secondary battery 6 shown in FIG. The deformation detection sensor 5 includes a flexible permanent magnet 1 attached to a secondary battery 6 as an object to be detected, and a detector 4 configured to be able to detect a change in magnetic field accompanying deformation of the polymer matrix layer 3. Is provided. When the secondary battery 6 is deformed such as swelling, the polymer matrix layer 3 is deformed accordingly, and the change in the magnetic field accompanying the deformation of the polymer matrix layer 3 is detected by the detector 4. In this way, deformation of the secondary battery 6 can be detected with high sensitivity and without wiring.
 本実施形態の二次電池6は、密閉された外装体61の内部に電極群62が収容されたセル(単電池)として構成されている。電極群62は、正極と負極がそれらの間にセパレータを介して積層または捲回された構造を有し、セパレータには電解液が保持されている。二次電池6は、外装体61としてアルミラミネート箔などのラミネートフィルムを用いたラミネート電池であり、具体的には容量1.44Ahのラミネート型リチウムイオン二次電池である。図示を省略しているが、複数の二次電池6により構成された組電池が筐体60に収容されている。 The secondary battery 6 of the present embodiment is configured as a cell (single cell) in which an electrode group 62 is accommodated in a sealed exterior body 61. The electrode group 62 has a structure in which a positive electrode and a negative electrode are laminated or wound through a separator between them, and an electrolyte is held in the separator. The secondary battery 6 is a laminated battery using a laminated film such as an aluminum laminated foil as the exterior body 61, and specifically, a laminated lithium ion secondary battery having a capacity of 1.44 Ah. Although not shown, an assembled battery composed of a plurality of secondary batteries 6 is accommodated in the housing 60.
 図9の例では、二次電池6の外装体61の外面に磁石1を貼り付けているため、外装体61の変形(主に膨れ)に応じて高分子マトリックス層3を変形させることができる。磁石1は、外装体61の内面に貼り付けても構わない。あるいは、電極群62に磁石1を貼り付けてもよく、かかる構成によれば、電極群62の変形(主に膨れ)に応じて高分子マトリックス層3を変形させることができる。検出する二次電池6の変形は、外装体61及び電極群62の何れの変形であっても構わない。 In the example of FIG. 9, since the magnet 1 is attached to the outer surface of the exterior body 61 of the secondary battery 6, the polymer matrix layer 3 can be deformed according to deformation (mainly swelling) of the exterior body 61. . The magnet 1 may be attached to the inner surface of the exterior body 61. Alternatively, the magnet 1 may be attached to the electrode group 62, and according to such a configuration, the polymer matrix layer 3 can be deformed according to deformation (mainly swelling) of the electrode group 62. The deformation of the secondary battery 6 to be detected may be any deformation of the exterior body 61 and the electrode group 62.
 検出器4は、磁場の変化を検出可能な箇所に配置され、好ましくは二次電池6の膨れによる影響を受けにくい比較的堅固な箇所に貼り付けられる。本実施形態では、図9(b)のように筐体60の内面に検出器4を貼り付けている。電池モジュールの筐体60は、例えば金属またはプラスチックにより形成され、ラミネートフィルムが用いられる場合もある。図面上、検出器4は、高分子マトリックス層3と近接して配置されているが、高分子マトリックス層3から離して配置しても構わない。 The detector 4 is disposed at a location where a change in the magnetic field can be detected, and is preferably affixed to a relatively rigid location that is not easily affected by the swelling of the secondary battery 6. In the present embodiment, the detector 4 is attached to the inner surface of the housing 60 as shown in FIG. The housing 60 of the battery module is formed of, for example, metal or plastic, and a laminate film may be used. Although the detector 4 is arranged close to the polymer matrix layer 3 in the drawing, it may be arranged away from the polymer matrix layer 3.
 検出器4には、例えば、磁気抵抗素子、ホール素子、インダクタ、MI素子、フラックスゲートセンサなどを用いることができる。磁気抵抗素子としては、半導体化合物磁気抵抗素子、異方性磁気抵抗素子(AMR)、巨大磁気抵抗素子(GMR)、トンネル磁気抵抗素子(TMR)が挙げられる。このうち好ましいのはホール素子であり、これは広範囲にわたって高い感度を有し、検出器4として有用なためである。ホール素子には、例えば旭化成エレクトロニクス株式会社製EQ-432Lが使用できる。 For the detector 4, for example, a magnetoresistive element, a Hall element, an inductor, an MI element, a fluxgate sensor, or the like can be used. Examples of the magnetoresistive element include a semiconductor compound magnetoresistive element, an anisotropic magnetoresistive element (AMR), a giant magnetoresistive element (GMR), and a tunnel magnetoresistive element (TMR). Among these, the Hall element is preferable because it has high sensitivity over a wide range and is useful as the detector 4. As the Hall element, for example, EQ-432L manufactured by Asahi Kasei Electronics Corporation can be used.
 被検出体である二次電池6に磁石1を貼り付ける際には、端部よりも中央部で表面磁束密度が高い磁極面1a(を形成する第一層31)を検出器4に向けることにより、検出の感度を高めることができる。検出器4は、多少の位置ずれが生じても対応できるように、その磁極面の中央部に対向するようにして配置される。この磁石1では、磁極面1aの端部よりも中央部で表面磁束密度が高いため、検出の感度を高めることができる。 When the magnet 1 is affixed to the secondary battery 6 that is the object to be detected, the magnetic pole surface 1a (forming the first layer 31) having a higher surface magnetic flux density at the center than at the end is directed toward the detector 4. Thus, the detection sensitivity can be increased. The detector 4 is arranged so as to face the central portion of the magnetic pole face so that it can cope with a slight positional deviation. In this magnet 1, since the surface magnetic flux density is higher in the central portion than in the end portion of the magnetic pole surface 1a, the detection sensitivity can be increased.
 検出器4から出力された検出信号は不図示の制御装置に送られ、設定値以上の磁場の変化が検出器4により検出された場合には、その制御装置に接続された不図示のスイッチング回路が通電を遮断し、充電電流または放電電流を停止する。かかる構成によれば、二次電池の変形を検出した結果に基づいて、二次電池の破裂などのトラブルを未然に防ぐことができる。 The detection signal output from the detector 4 is sent to a control device (not shown). When a change in a magnetic field equal to or greater than a set value is detected by the detector 4, a switching circuit (not shown) connected to the control device. Interrupts energization and stops charging or discharging current. According to such a configuration, troubles such as rupture of the secondary battery can be prevented based on the result of detecting the deformation of the secondary battery.
 本実施形態では、密閉型二次電池がリチウムイオン二次電池である例を示したが、これに限られない。使用される二次電池は、リチウムイオン電池などの非水系電解液二次電池に限られず、ニッケル水素電池などの水系電解液二次電池であっても構わない。また、被検出体は、密閉型二次電池に限られない。 In the present embodiment, an example in which the sealed secondary battery is a lithium ion secondary battery is shown, but the present invention is not limited to this. The secondary battery used is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion battery, and may be an aqueous electrolyte secondary battery such as a nickel metal hydride battery. Further, the detection target is not limited to a sealed secondary battery.
 本実施形態では、可撓性永久磁石を二次電池の変形検出に用いた例を示したが、これに限られるものではなく、近接センサやモータなど他の用途において、磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が高い上記の可撓性永久磁石を使用することもできる。 In this embodiment, an example in which a flexible permanent magnet is used for detecting deformation of a secondary battery has been shown. However, the present invention is not limited to this, and in other applications such as a proximity sensor and a motor, Alternatively, the above-described flexible permanent magnet having a high surface magnetic flux density at the center can also be used.
 本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
 本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。 Examples that specifically illustrate the configuration and effects of the present invention will be described.
 比較例1
 高分子マトリックス層となるマトリックス材料として、後述のシリコーンエラストマー(「SE1740」)を使用し、磁性フィラーが高分子マトリックス層の厚み方向に偏在した前駆体を成形した。その前駆体に磁場を印加する際、高分子マトリックス層を圧縮することなく(圧縮率0%)、通常の単極着磁により可撓性永久磁石を製造した。着磁は、着磁装置(株式会社玉川製作所製、TM-YS4E)を用いて2.0Tで実施した。
Comparative Example 1
A silicone elastomer (“SE1740”), which will be described later, was used as a matrix material for the polymer matrix layer, and a precursor in which the magnetic filler was unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer was molded. When a magnetic field was applied to the precursor, a flexible permanent magnet was produced by ordinary single pole magnetization without compressing the polymer matrix layer (compression rate 0%). Magnetization was performed at 2.0 T using a magnetizing apparatus (TM-YS4E, manufactured by Tamagawa Seisakusho Co., Ltd.).
 SE1740を用いた上記前駆体の成形工程は、次の通りである。DOW CORNING(R) SE1740A(東レ・ダウコーニング製、シリコーン)100重量部に、MQP-14-12(モリコープ・マグネクエンチ社製、ネオジム系フィラー、平均粒径50μm)466.7重量部を添加し、フィラー分散液を調製した。これにDOW CORNING(R) SE1740B(東レ・ダウコーニング製、シリコーン)100重量部を加えて、自転・公転ミキサー(シンキー社製)にて混合、脱泡し、磁性フィラーを含有する反応液を調製した。この反応液を離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム上に滴下し、ドクターブレードにて厚み2.0mmに調整した。これを室温にて5分間静置して偏在処理した後、90℃で15時間硬化を行って、磁性フィラーが高分子マトリックス層の厚み方向に偏在した前駆体を成形した。 The molding process of the precursor using SE1740 is as follows. Add 466.7 parts by weight of MQP-14-12 (Moricope Magnequench, neodymium filler, average particle size 50 μm) to 100 parts by weight of DOW CORNING® SE1740A (manufactured by Toray Dow Corning, silicone). A filler dispersion was prepared. Add 100 parts by weight of DOW CORNING (R) SE1740B (manufactured by Dow Corning, Toray, silicone), mix and degas with a rotating / revolving mixer (Sinky) to prepare a reaction solution containing magnetic filler did. This reaction solution was dropped on a polyethylene terephthalate film subjected to a release treatment, and the thickness was adjusted to 2.0 mm with a doctor blade. This was allowed to stand at room temperature for 5 minutes and subjected to uneven distribution treatment, and then cured at 90 ° C. for 15 hours to form a precursor in which the magnetic filler was unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer.
 比較例2
 高分子マトリックス層となるマトリックス材料として、後述のシリコーンエラストマー(「SilGel612」)を使用し、磁性フィラーが高分子マトリックス層内で殆ど偏在していない前駆体を成形した。その前駆体に磁場を印加する際、高分子マトリックス層を圧縮することなく(圧縮率0%)、通常の単極着磁により可撓性永久磁石を製造した。着磁は、前記着磁装置を用いて2.0Tで実施した。
Comparative Example 2
A silicone elastomer (“SilGel612”), which will be described later, was used as a matrix material for the polymer matrix layer, and a precursor in which the magnetic filler was hardly unevenly distributed in the polymer matrix layer was molded. When a magnetic field was applied to the precursor, a flexible permanent magnet was produced by ordinary single pole magnetization without compressing the polymer matrix layer (compression rate 0%). Magnetization was performed at 2.0 T using the magnetizing apparatus.
 SilGel612を用いた上記前駆体の成形工程は、次の通りである。WACKER SilGel612A(旭化成ワッカーシリコーン製、シリコーン)140重量部に、MQP-14-12(モリコープ・マグネクエンチ社製、ネオジム系フィラー、平均粒径50μm)560重量部を添加し、フィラー分散液を調製した。これにWACKER SilGel612B(旭化成ワッカーシリコーン製、シリコーン)100重量部を加えて、自転・公転ミキサー(シンキー社製)にて混合、脱泡し、磁性フィラーを含有する反応液を調製した。この反応液を離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム上に滴下し、ドクターブレードにて厚み2.0mmに調整した。これを90℃で15時間硬化を行って、磁性フィラーが高分子マトリックス層内で殆ど偏在していない前駆体を成形した。 The molding process of the precursor using SilGel612 is as follows. To 140 parts by weight of WACKER-12SilGel612A (manufactured by Asahi Kasei Wacker Silicone, silicone), 560 parts by weight of MQP-14-12 (manufactured by Moricope Magnequench, neodymium filler, average particle size 50 μm) was added to prepare a filler dispersion. . To this, 100 parts by weight of WACKER SilGel612B (manufactured by Asahi Kasei Wacker Silicone Co., Ltd.) was added and mixed and defoamed with a rotating / revolving mixer (Sinky Co., Ltd.) to prepare a reaction liquid containing a magnetic filler. This reaction solution was dropped on a polyethylene terephthalate film subjected to a release treatment, and the thickness was adjusted to 2.0 mm with a doctor blade. This was cured at 90 ° C. for 15 hours to form a precursor in which the magnetic filler was hardly unevenly distributed in the polymer matrix layer.
 実施例1
 高分子マトリックス層となるマトリックス材料として、後述の自社製ポリウレタンエラストマー(「ポリウレタンA」)を使用し、磁性フィラーが高分子マトリックス層の厚み方向に偏在した前駆体を成形した。その前駆体に磁場を印加する際、高分子マトリックス層を圧縮し(圧縮率20%)、図4の如き単極着磁により可撓性永久磁石を製造した。着磁は、前記着磁装置を用いて2.0Tで実施した。
Example 1
As a matrix material to be a polymer matrix layer, an in-house manufactured polyurethane elastomer (“polyurethane A”) described later was used, and a precursor in which magnetic fillers were unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer was molded. When a magnetic field was applied to the precursor, the polymer matrix layer was compressed (compression rate 20%), and a flexible permanent magnet was manufactured by single pole magnetization as shown in FIG. Magnetization was performed at 2.0 T using the magnetizing apparatus.
 ポリウレタンAを用いた上記前駆体の成形工程は、次の通りである。反応容器に、EXCENOL3030(旭硝子製、ポリオキシプロピレングリコール、OH価56、官能基数3)85.2重量部を入れ、撹拌しながら減圧脱水を1時間行った。その後、反応容器内を窒素置換した。次いで、反応容器にコスモネートT-80(三井化学製、トルエンジイソシアネート、2,4体=80%)14.8重量部を添加して、反応容器内の温度を80℃に保持しながら5時間反応させてイソシアネート末端プレポリマー(NCO%=3.58%)を合成した。EXCENOL3030(旭硝子製、ポリオキシプロピレングリコール)189.8重量部およびジラウリン酸ジブチル錫(ナカライテスク製)0.26重量部の混合液に、MQP-14-12(モリコープ・マグネクエンチ社製、ネオジム系フィラー、平均粒径50μm)676.2重量部を添加し、フィラー分散液を調製した。このフィラー分散液を減圧脱泡し、同様に減圧脱泡した上記プレポリマー100重量部を添加して、自転・公転ミキサー(シンキー社製)にて混合、脱泡し、磁性フィラーを含有する反応液を調製した。この反応液を離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム上に滴下し、ドクターブレードにて厚み2.0mmに調整した。これを室温にて15分間静置して偏在処理した後、80℃で15時間硬化を行って、磁性フィラーが高分子マトリックス層の厚み方向に偏在した前駆体を成形した。 The molding process of the precursor using polyurethane A is as follows. 85.2 parts by weight of EXCENOL3030 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., polyoxypropylene glycol, OH number 56, functional group number 3) was placed in a reaction vessel, and dehydration under reduced pressure was performed for 1 hour while stirring. Thereafter, the inside of the reaction vessel was purged with nitrogen. Next, 14.8 parts by weight of Cosmonate T-80 (Mitsui Chemicals, toluene diisocyanate, 2,4 bodies = 80%) was added to the reaction vessel, and the temperature in the reaction vessel was maintained at 80 ° C. for 5 hours. By reacting, an isocyanate-terminated prepolymer (NCO% = 3.58%) was synthesized. In a mixed solution of 189.8 parts by weight of EXCENOL3030 (Asahi Glass, polyoxypropylene glycol) and 0.26 parts by weight of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nacalai Tesque), MQP-14-12 (manufactured by Moricorp Magnequench, Neodymium) A filler dispersion was prepared by adding 676.2 parts by weight of a filler having an average particle size of 50 μm. This filler dispersion is degassed under reduced pressure, and 100 parts by weight of the prepolymer that has been degassed under reduced pressure is added, mixed and defoamed with a rotation / revolution mixer (Sinky), and a magnetic filler-containing reaction. A liquid was prepared. This reaction solution was dropped on a polyethylene terephthalate film subjected to a release treatment, and the thickness was adjusted to 2.0 mm with a doctor blade. This was allowed to stand at room temperature for 15 minutes and subjected to uneven distribution treatment, and then cured at 80 ° C. for 15 hours to form a precursor in which the magnetic filler was unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer.
 実施例2
 高分子マトリックス層となるマトリックス材料として、SE1740を使用し、磁性フィラーが高分子マトリックス層の厚み方向に偏在した前駆体を成形した。その前駆体に磁場を印加する際、高分子マトリックス層を圧縮し(圧縮率20%)、図4の如き単極着磁により可撓性永久磁石を製造した。着磁は、前記着磁装置を用いて2.0Tで実施した。
Example 2
SE1740 was used as the matrix material for the polymer matrix layer, and a precursor in which the magnetic filler was unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer was molded. When a magnetic field was applied to the precursor, the polymer matrix layer was compressed (compression rate 20%), and a flexible permanent magnet was manufactured by single pole magnetization as shown in FIG. Magnetization was performed at 2.0 T using the magnetizing apparatus.
 実施例3
 高分子マトリックス層となるマトリックス材料として、後述の自社製ポリウレタンエラストマー(「ポリウレタンB」)を使用し、磁性フィラーが高分子マトリックス層の厚み方向に偏在した前駆体を成形した。その前駆体に磁場を印加する際、高分子マトリックス層を圧縮し(圧縮率20%)、図4の如き単極着磁により可撓性永久磁石を製造した。着磁は、前記着磁装置を用いて2.0Tで実施した。
Example 3
As a matrix material to be a polymer matrix layer, an in-house made polyurethane elastomer (“polyurethane B”) described later was used, and a precursor in which magnetic fillers were unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer was molded. When a magnetic field was applied to the precursor, the polymer matrix layer was compressed (compression rate 20%), and a flexible permanent magnet was manufactured by single pole magnetization as shown in FIG. Magnetization was performed at 2.0 T using the magnetizing apparatus.
 ポリウレタンBを用いた上記前駆体の成形工程は、次の通りである。ポリウレタンAと同じ要領により、イソシアネート末端プレポリマーを合成した。EXCENOL3030(旭硝子製、ポリオキシプロピレングリコール)106.8重量部およびジラウリン酸ジブチル錫(ナカライテスク製)0.19重量部の混合液に、MQP-14-12(モリコープ・マグネクエンチ社製、ネオジム系フィラー、平均粒径50μm)482.4重量部を添加し、フィラー分散液を調製した。このフィラー分散液を減圧脱泡し、同様に減圧脱泡した上記プレポリマー100.0重量部を添加して、自転・公転ミキサー(シンキー社製)にて混合、脱泡し、磁性フィラーを含有する反応液を調製した。この反応液を離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム上に滴下し、ドクターブレードにて厚み2.0mmに調整した。これを室温にて15分間静置して偏在処理した後、80℃で15時間硬化を行って、磁性フィラーが高分子マトリックス層の厚み方向に偏在した前駆体を成形した。 The molding process of the precursor using polyurethane B is as follows. An isocyanate-terminated prepolymer was synthesized in the same manner as polyurethane A. A mixed solution of 106.8 parts by weight of EXCENOL3030 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., polyoxypropylene glycol) and 0.19 parts by weight of dibutyltin dilaurate (manufactured by Nacalai Tesque) is mixed with MQP-14-12 (manufactured by Moricoop Magnequench, Neodymium) A filler dispersion was prepared by adding 482.4 parts by weight of a filler having an average particle size of 50 μm. This filler dispersion was degassed under reduced pressure, and 100.0 parts by weight of the prepolymer degassed under reduced pressure was added, mixed and defoamed with a rotating / revolving mixer (Sinky), containing a magnetic filler. A reaction solution was prepared. This reaction solution was dropped on a polyethylene terephthalate film subjected to a release treatment, and the thickness was adjusted to 2.0 mm with a doctor blade. This was allowed to stand at room temperature for 15 minutes and subjected to uneven distribution treatment, and then cured at 80 ° C. for 15 hours to form a precursor in which the magnetic filler was unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer.
 実施例4~6
 前駆体に磁場を印加する際の圧縮率を異ならせたこと以外は、実施例2と同じ条件により可撓性永久磁石を製造した。
Examples 4-6
A flexible permanent magnet was manufactured under the same conditions as in Example 2 except that the compressibility when applying a magnetic field to the precursor was varied.
 各例の磁石に対し、以下の方法によりフィラー偏在率、弾性率、表面磁束密度、及び、磁束密度変化を測定した。それらの測定結果を表1に示す。図10~17は、それぞれの表面磁束密度の測定結果を示すグラフである。グラフの横軸は、磁石の径方向位置であり、5mm及び25mmがそれぞれ端位置に相当する。 For each example magnet, the filler uneven distribution rate, elastic modulus, surface magnetic flux density, and magnetic flux density change were measured by the following methods. The measurement results are shown in Table 1. 10 to 17 are graphs showing the measurement results of the respective surface magnetic flux densities. The horizontal axis of the graph is the radial position of the magnet, and 5 mm and 25 mm correspond to the end positions, respectively.
 [フィラー偏在率]
 走査型電子顕微鏡-エネルギー分散型X線分析装置(SEM-EDS)(SEM:日立ハイテクノロジーズ社製S-3500N、EDS:堀場製作所製EMAX モデル7021-H)を用いて、加速電圧25kV、真空度50Pa、WD15mmの条件にて、磁石の断面を50倍で観察し、その断面の厚み方向の全域と、その断面を厚み方向に二等分した2つの領域に対し、それぞれ元素分析により磁性フィラー固有のFe元素の存在量を求め、その全域での存在量に対する、磁性フィラーが相対的に多い領域での存在量の比率をフィラー偏在率として算出した。
[Filler uneven distribution ratio]
Using a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer (SEM-EDS) (SEM: S-3500N manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, EDS: EMAX model 7021-H manufactured by Horiba, Ltd.), acceleration voltage 25 kV, degree of vacuum Under the conditions of 50 Pa and WD 15 mm, the cross section of the magnet was observed 50 times, and the entire area in the thickness direction of the cross section and two regions that were divided into two in the thickness direction were subjected to elemental analysis. The abundance of Fe element was determined, and the ratio of the abundance in a region where the magnetic filler was relatively large to the abundance in the entire region was calculated as the filler uneven distribution rate.
 [弾性率]
 オートグラフAG-X(島津製作所社製)を用いて、室温下で、圧縮速度0.1mm/minにて圧縮試験を行った。試験片には、厚み2mm、直径10mmの直円柱形の可撓性永久磁石を用いた。なお、24~26%歪みにおける応力値から圧縮弾性率を求めた。
[Elastic modulus]
A compression test was performed using Autograph AG-X (manufactured by Shimadzu Corporation) at room temperature at a compression rate of 0.1 mm / min. As the test piece, a right cylindrical flexible permanent magnet having a thickness of 2 mm and a diameter of 10 mm was used. The compression modulus was obtained from the stress value at 24 to 26% strain.
 [表面磁束密度]
 直径20mm、厚み2mmの可撓性永久磁石の磁極面から2mm離れた位置の表面磁束密度を測定した。該磁極面は、N極面であり、磁性フィラーが偏在している場合は、磁性フィラーが相対的に少ない一方側の領域からなる第一層の表面である。測定にはマグネットアナライザー(IMS社製MTS)を用いた。磁極面の中央部での表面磁束密度は、その磁極面の径方向の中央位置を中心とした直径6mmの範囲内での最も高い値とし、磁極面の端部での表面磁束密度は、その磁極面の径方向の端位置から中央位置に向かって3mmの範囲内での最も高い値とした。
[Surface magnetic flux density]
The surface magnetic flux density at a position 2 mm away from the magnetic pole face of a flexible permanent magnet having a diameter of 20 mm and a thickness of 2 mm was measured. The magnetic pole face is an N pole face, and when the magnetic filler is unevenly distributed, it is the surface of the first layer composed of a region on one side where the magnetic filler is relatively small. A magnet analyzer (MTS manufactured by IMS) was used for the measurement. The surface magnetic flux density at the center of the magnetic pole surface is the highest value within a range of 6 mm in diameter centered on the central position in the radial direction of the magnetic pole surface, and the surface magnetic flux density at the end of the magnetic pole surface is The highest value was set within a range of 3 mm from the radial end position of the magnetic pole surface toward the center position.
 [磁束密度変化]
 直径20mm、厚み2mmの可撓性永久磁石をステンレス板の一方側の面に貼り付けるとともに、その磁石の磁極面の中央部にセンサ中心が対向するようにして、検出器であるホール素子(旭化成エレクトロニクス社製、EQ-432L)をステンレス板の他方側の面に貼り付け、50mm×50mmの面圧子を用いて磁石に圧力を印加し、22.5%歪み時における20%歪み時に対する磁束密度の変化を測定した。数値が大きいほど検出の感度に優れるものと評価される。
[Magnetic flux density change]
A flexible permanent magnet having a diameter of 20 mm and a thickness of 2 mm is affixed to one surface of the stainless steel plate, and the center of the sensor faces the central portion of the magnetic pole surface of the magnet so that the Hall element (Asahi Kasei) is the detector. Electronics-equipped EQ-432L) is affixed to the other side of the stainless steel plate, and pressure is applied to the magnet using a 50 mm x 50 mm surface indenter, and the magnetic flux density at 20% strain at 22.5% strain The change of was measured. The larger the numerical value, the better the detection sensitivity.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 比較例1,2では、いずれも磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が低いため、その磁束密度変化が相対的に小さく、検出の感度が低いと評価される。これに対して、実施例1~6では、いずれも磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が高いため、その磁束密度変化が相対的に大きく、検出の感度が改善されていることが分かる。 In Comparative Examples 1 and 2, since the surface magnetic flux density at the center portion is lower than the end portion of the magnetic pole surface, the change in magnetic flux density is relatively small, and it is evaluated that the detection sensitivity is low. On the other hand, in each of Examples 1 to 6, since the surface magnetic flux density at the central portion is higher than the end portion of the magnetic pole surface, the magnetic flux density change is relatively large, and the detection sensitivity is improved. I understand that.
1  可撓性永久磁石
2  磁性フィラー
3  高分子マトリックス層
4  検出器
5  変形検出センサ
6  密閉型二次電池
10 前駆体
31 第一層
32 第二層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flexible permanent magnet 2 Magnetic filler 3 Polymer matrix layer 4 Detector 5 Deformation detection sensor 6 Sealed secondary battery 10 Precursor 31 First layer 32 Second layer

Claims (10)

  1.  磁性フィラーと、前記磁性フィラーを分散させて含有した高分子マトリックス層とを有する可撓性永久磁石の製造方法において、シート状をなす前記高分子マトリックス層に外力を加えて変形させ、その高分子マトリックス層を変形させた状態で磁場を印加し、それによって磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度を高くすることを特徴とする可撓性永久磁石の製造方法。 In a method for producing a flexible permanent magnet having a magnetic filler and a polymer matrix layer containing the magnetic filler dispersed therein, the polymer matrix layer forming a sheet is deformed by applying an external force, and the polymer A method of manufacturing a flexible permanent magnet, wherein a magnetic field is applied in a state where a matrix layer is deformed, and thereby a surface magnetic flux density at a central portion is made higher than an end portion of a magnetic pole surface.
  2.  前記外力として厚み方向の圧縮力を加えることにより前記高分子マトリックス層を変形させ、その変形させた高分子マトリックス層の厚み方向に前記磁場を印加する請求項1に記載の可撓性永久磁石の製造方法。 2. The flexible permanent magnet according to claim 1, wherein the polymer matrix layer is deformed by applying a compressive force in the thickness direction as the external force, and the magnetic field is applied in the thickness direction of the deformed polymer matrix layer. Production method.
  3.  5~50%の圧縮率となるように前記圧縮力を加える請求項2に記載の可撓性永久磁石の製造方法。 The method for producing a flexible permanent magnet according to claim 2, wherein the compressive force is applied so as to obtain a compression ratio of 5 to 50%.
  4.  前記磁性フィラーが前記高分子マトリックス層の厚み方向に偏在している請求項1~3いずれか1項に記載の可撓性永久磁石の製造方法。 The method for producing a flexible permanent magnet according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic filler is unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer.
  5.  磁性フィラーと、前記磁性フィラーを分散させて含有した高分子マトリックス層とを有する可撓性永久磁石において、シート状をなす前記高分子マトリックス層の両面で互いに異なる極性の磁極面を備え、前記磁極面の端部よりも中央部での表面磁束密度が高いことを特徴とする可撓性永久磁石。 A flexible permanent magnet having a magnetic filler and a polymer matrix layer containing the magnetic filler dispersed therein, comprising magnetic pole surfaces having different polarities on both surfaces of the polymer matrix layer forming a sheet, A flexible permanent magnet having a surface magnetic flux density at a central portion higher than that of an end portion of a surface.
  6.  0.5~40MPaの弾性率を有する請求項5に記載の可撓性永久磁石。 The flexible permanent magnet according to claim 5, having an elastic modulus of 0.5 to 40 MPa.
  7.  前記磁性フィラーが前記高分子マトリックス層の厚み方向に偏在している請求項5または6に記載の可撓性永久磁石。 The flexible permanent magnet according to claim 5 or 6, wherein the magnetic filler is unevenly distributed in the thickness direction of the polymer matrix layer.
  8.  請求項5~7いずれか1項に記載の可撓性永久磁石と、前記高分子マトリックス層の変形に伴う磁場の変化を検出可能に構成された検出器とを備えた変形検出センサ。 A deformation detection sensor comprising the flexible permanent magnet according to any one of claims 5 to 7 and a detector configured to be able to detect a change in a magnetic field accompanying deformation of the polymer matrix layer.
  9.  請求項5~7いずれか1項に記載の可撓性永久磁石を被検出体に貼り付け、前記高分子マトリックス層の変形に伴う前記磁場の変化を検出器で検出することにより、前記被検出体の変形を検出する変形検出方法。 A flexible permanent magnet according to any one of claims 5 to 7 is attached to a detection object, and the change in the magnetic field accompanying the deformation of the polymer matrix layer is detected by a detector, thereby detecting the detection object. A deformation detection method for detecting deformation of a body.
  10.  前記被検出体が密閉型二次電池である請求項9に記載の変形検出方法。 The deformation detection method according to claim 9, wherein the object to be detected is a sealed secondary battery.
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