JP2780422B2 - 樹脂磁石構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は支持部材の外周に永久磁石を形成し、所謂モ
ータの磁石ロータに使用されるようなバルク状永久磁石
構造体の製造方法に関し、更に詳しくは希土類−鉄系合
金の超急冷粉を樹脂によりバルク状に固定化すると同時
に支持部材と直接一体化した樹脂磁石構造体とする製造
方法に関する。
ータの磁石ロータに使用されるようなバルク状永久磁石
構造体の製造方法に関し、更に詳しくは希土類−鉄系合
金の超急冷粉を樹脂によりバルク状に固定化すると同時
に支持部材と直接一体化した樹脂磁石構造体とする製造
方法に関する。
従来の技術 希土類−鉄系合金をメルトスピンニング法で超急冷す
ることにより20〜400nmのR2TM14B相（ＲはNd Pr、TMはF
e Co）と非晶質相とを共有する準安定状態の永久磁石材
料が得られる。〔R.W.Lee;Appl.phys.Lett.Vol,46
（８）,15 Appl 1985 p790〕 この材料は磁気的に等方性であり、一般に7.5kG以上
の比較的高い残留磁束密度を有する。しかし、超急冷法
によって得られる材料形態は薄片、或いは箔などの粉末
状であり、モータなどに使用されるようなバルク状の永
久磁石とするには薄片、或いは箔などの粉末を何等かの
方法で固定化する技術が必要である。一般的には超急冷
粉を樹脂によりバルク状に固定化する樹脂磁石が知られ
ている。
ることにより20〜400nmのR2TM14B相（ＲはNd Pr、TMはF
e Co）と非晶質相とを共有する準安定状態の永久磁石材
料が得られる。〔R.W.Lee;Appl.phys.Lett.Vol,46
（８）,15 Appl 1985 p790〕 この材料は磁気的に等方性であり、一般に7.5kG以上
の比較的高い残留磁束密度を有する。しかし、超急冷法
によって得られる材料形態は薄片、或いは箔などの粉末
状であり、モータなどに使用されるようなバルク状の永
久磁石とするには薄片、或いは箔などの粉末を何等かの
方法で固定化する技術が必要である。一般的には超急冷
粉を樹脂によりバルク状に固定化する樹脂磁石が知られ
ている。
上記樹脂磁石のモータ分野への具体的応用例として先
ずSm−Co系樹脂磁石などの応用分野であるOA用PM型ステ
ップモータに使用されるような小径の環状磁石を挙げる
ことができる。
ずSm−Co系樹脂磁石などの応用分野であるOA用PM型ステ
ップモータに使用されるような小径の環状磁石を挙げる
ことができる。
応用の理由としてはSm−Co系樹脂磁石など、ラジアル
磁気異方性を付与する必要のある環状磁石で配向度の高
い磁石とするには、金型の外周からヨークにより磁化コ
イルで励磁した所定量の磁束をキャビティ中へ有効に集
束させる必要がある。しかし、環状磁石の小径化をする
と起磁力のかなりの部分が漏洩磁束として消費され、十
分な配向度が得られずモータの小形化，高トルク化に十
分対応できなくなるためである。
磁気異方性を付与する必要のある環状磁石で配向度の高
い磁石とするには、金型の外周からヨークにより磁化コ
イルで励磁した所定量の磁束をキャビティ中へ有効に集
束させる必要がある。しかし、環状磁石の小径化をする
と起磁力のかなりの部分が漏洩磁束として消費され、十
分な配向度が得られずモータの小形化，高トルク化に十
分対応できなくなるためである。
次に、フェライト焼結磁石の応用分野である数Ｗクラ
スの家電用ブラシレスモータに使用されるような比較的
径の大きな環状磁石を挙げることができる。この場合、
磁性支持体を介して軸と一体化する磁石ロータである。
スの家電用ブラシレスモータに使用されるような比較的
径の大きな環状磁石を挙げることができる。この場合、
磁性支持体を介して軸と一体化する磁石ロータである。
応用の理由としては、予め希土類−鉄系合金の超急冷
粉とマイクロカプセル化した液体樹脂とを固体樹脂で顆
粒状中間体とし、前記顆粒状中間体へ硬化剤と滑剤とを
添加・混合してコンパウンド化し、磁性支持部材を配置
したキャビティ中へ充填し、圧縮することで磁性支持部
材と一体化した環状樹脂磁石構造体とし、そのまま直接
ブラシレスモータなどの磁石ロータとすることができる
からである。これにより、少なくとも、モータのトータ
ルコストを維持しつつ、モータの小形化，高トルク化の
要求に応えることができる可能性を見出だしたからであ
る。
粉とマイクロカプセル化した液体樹脂とを固体樹脂で顆
粒状中間体とし、前記顆粒状中間体へ硬化剤と滑剤とを
添加・混合してコンパウンド化し、磁性支持部材を配置
したキャビティ中へ充填し、圧縮することで磁性支持部
材と一体化した環状樹脂磁石構造体とし、そのまま直接
ブラシレスモータなどの磁石ロータとすることができる
からである。これにより、少なくとも、モータのトータ
ルコストを維持しつつ、モータの小形化，高トルク化の
要求に応えることができる可能性を見出だしたからであ
る。
この可能性とは、樹脂磁石の磁気特性の他に、次の要
点を挙げることができる。室温で支持部材とともにコ
ンパウンドを圧縮することにより、例えば外径50mm程度
の環状磁石でも容易に肉厚1mm程度で製造できること、
環状磁石を磁性支持部材と接着層を介さずに直接密着
でき、パーミアンス係数を向上できること、磁石と支
持部材との接着工程を省略できること、ロータ回転の
バランス修正を省略できることなどである。
点を挙げることができる。室温で支持部材とともにコ
ンパウンドを圧縮することにより、例えば外径50mm程度
の環状磁石でも容易に肉厚1mm程度で製造できること、
環状磁石を磁性支持部材と接着層を介さずに直接密着
でき、パーミアンス係数を向上できること、磁石と支
持部材との接着工程を省略できること、ロータ回転の
バランス修正を省略できることなどである。
発明が解決しようとする課題 しかし数Ｗクラスの家電用ブラシレスモータから数十
〜数百Ｗクラスに至る高出力の家電用ブラシレスモータ
やFA用サーボモータの磁石ロータへ展開するためには、
樹脂磁石の高密度化による残留磁束密度の向上や、その
水準の安定化，支持部材との一体化強度の向上や、その
水準の安定化，薄肉環状磁石から厚肉化、或いは異形環
状化などへの形状対応力の向上や寸法精度の確保などの
課題に応えることが求められていた。
〜数百Ｗクラスに至る高出力の家電用ブラシレスモータ
やFA用サーボモータの磁石ロータへ展開するためには、
樹脂磁石の高密度化による残留磁束密度の向上や、その
水準の安定化，支持部材との一体化強度の向上や、その
水準の安定化，薄肉環状磁石から厚肉化、或いは異形環
状化などへの形状対応力の向上や寸法精度の確保などの
課題に応えることが求められていた。
本発明は、固体樹脂で、予め希土類−鉄系合金の超急
冷粉のマイクロカプセル化した液体樹脂とを顆粒状中間
体とし、前記顆粒状中間体へ硬化剤と滑剤とを添加・混
合してコンパウンド化し、磁性支持部材を配置したキャ
ビティ中へ充填し、圧縮することで磁性支持部材と一体
化した磁石ロータとなるような環状樹脂磁石構造体を製
造する方法の改良をねらいとし、とくに固体樹脂成分を
特定することが課題を解決する有効な手段となることを
見出だしたものである。
冷粉のマイクロカプセル化した液体樹脂とを顆粒状中間
体とし、前記顆粒状中間体へ硬化剤と滑剤とを添加・混
合してコンパウンド化し、磁性支持部材を配置したキャ
ビティ中へ充填し、圧縮することで磁性支持部材と一体
化した磁石ロータとなるような環状樹脂磁石構造体を製
造する方法の改良をねらいとし、とくに固体樹脂成分を
特定することが課題を解決する有効な手段となることを
見出だしたものである。
課題を解決するための手段 本発明は、（ａ）少なくとも分子鎖中にアルコール性
水酸基を有するエポキシオリゴマーの１種または２種以
上で軟化温度（Durran's m.p.,℃）65〜85℃の固体エポ
キシとし、該固体エポキシで希土類−鉄系合金の超急冷
粉と液体エポキシ樹脂内包カプセルとを顆粒状の中間体
とする工程，（ｂ）顆粒状の中間体に粉体硬化剤と滑剤
とを混合してコンパウンド化する工程、（ｃ）コンパウ
ンドを圧密化したグリーン体を支持部材と一体的に直接
成形する工程、（ｃ）グリーン体のエポキシ樹脂成分の
加熱硬化によりグリーン体と支持部材とを一体的に剛体
化する工程とからなるものである。
水酸基を有するエポキシオリゴマーの１種または２種以
上で軟化温度（Durran's m.p.,℃）65〜85℃の固体エポ
キシとし、該固体エポキシで希土類−鉄系合金の超急冷
粉と液体エポキシ樹脂内包カプセルとを顆粒状の中間体
とする工程，（ｂ）顆粒状の中間体に粉体硬化剤と滑剤
とを混合してコンパウンド化する工程、（ｃ）コンパウ
ンドを圧密化したグリーン体を支持部材と一体的に直接
成形する工程、（ｃ）グリーン体のエポキシ樹脂成分の
加熱硬化によりグリーン体と支持部材とを一体的に剛体
化する工程とからなるものである。
とくに、高密度化による残留磁束密度の向上のために
は、希土類−鉄系合金が合金組成をNd12〜13Co16〜20Ｂ
４〜11残部Feおよび不可避不純物とし、支持部材との一
体化強度の向上や強度水準の安定化には超急冷粉が93〜
96重量％とすることや、カプセルを非熱軟化性の単核球
状カプセルとすること、更に滑剤をエポキシ樹脂の加熱
硬化温度よりも高い融点を有する脂肪酸金属石鹸とする
ことなどが望ましい。
は、希土類−鉄系合金が合金組成をNd12〜13Co16〜20Ｂ
４〜11残部Feおよび不可避不純物とし、支持部材との一
体化強度の向上や強度水準の安定化には超急冷粉が93〜
96重量％とすることや、カプセルを非熱軟化性の単核球
状カプセルとすること、更に滑剤をエポキシ樹脂の加熱
硬化温度よりも高い融点を有する脂肪酸金属石鹸とする
ことなどが望ましい。
作用 以下、本発明を更に詳しく説明する。
先ず、本発明で言う少なくとも分子鎖中にアルコール
性水酸基を有するエポキシオリゴマーとして下記一般式
で示されるグリシジルエーテル型が例示できる。これは
エピクロルヒドリンと多価フェノールとの反応によって
得られるもので、とくに有用な多価フェノールはレゾル
シノールおよびフェノールとアルデヒド或いはケトンと
の反応によって得られる各種のビスフェノール類であ
る。このビスフェノール類の代表的なものは2,2′−ビ
ス（Ｐ−ヒドロキシフェニルプロパン）であるビスフェ
ノールＡであり、更にビスフェノールF,ビスフェノール
Ｓなどをも挙げることができる。
性水酸基を有するエポキシオリゴマーとして下記一般式
で示されるグリシジルエーテル型が例示できる。これは
エピクロルヒドリンと多価フェノールとの反応によって
得られるもので、とくに有用な多価フェノールはレゾル
シノールおよびフェノールとアルデヒド或いはケトンと
の反応によって得られる各種のビスフェノール類であ
る。このビスフェノール類の代表的なものは2,2′−ビ
ス（Ｐ−ヒドロキシフェニルプロパン）であるビスフェ
ノールＡであり、更にビスフェノールF,ビスフェノール
Ｓなどをも挙げることができる。
但し、上式中R1は−Ｈまたは−CH3であり、Ｒ２〜９
は、それぞれ独立に−H,−C1,−Brまたは−Ｆであり、
Ａは炭素数１〜８のアルキレン基、−Ｓ−，−Ｏ−また
は−SO2−であり、ｎは重合度であり、０もしくは１以
上の整数である。
は、それぞれ独立に−H,−C1,−Brまたは−Ｆであり、
Ａは炭素数１〜８のアルキレン基、−Ｓ−，−Ｏ−また
は−SO2−であり、ｎは重合度であり、０もしくは１以
上の整数である。
本発明においては上記重合度ｎの値は単独である必要
はなく数種の分子の混合物であっても差し支えないが、
少なくとも分子鎖中にアルコール性水酸基を有し、且
つ、軟化温度（Durran's m.p.,℃）65〜85℃の固体エポ
キシであることが必要である。この材料に特定した理由
はコンパウンドの粉末成形性の確保により樹脂磁石の高
密度化による残留磁束密度の向上や、その水準の安定
化，支持部材との一体化強度の向上や、その水準の安定
化，薄肉環状磁石から厚肉化、或いは異形環状化などへ
の形状対応力の向上や寸法精度の確保などの課題に応え
るための基本的要件に関わるからである。なお、この材
料は少なくとも超急冷粉とカプセルとを顆粒状の中間体
にするため超急冷粉基準で２重量％以上、更に好ましく
は４重量％程度必要である。
はなく数種の分子の混合物であっても差し支えないが、
少なくとも分子鎖中にアルコール性水酸基を有し、且
つ、軟化温度（Durran's m.p.,℃）65〜85℃の固体エポ
キシであることが必要である。この材料に特定した理由
はコンパウンドの粉末成形性の確保により樹脂磁石の高
密度化による残留磁束密度の向上や、その水準の安定
化，支持部材との一体化強度の向上や、その水準の安定
化，薄肉環状磁石から厚肉化、或いは異形環状化などへ
の形状対応力の向上や寸法精度の確保などの課題に応え
るための基本的要件に関わるからである。なお、この材
料は少なくとも超急冷粉とカプセルとを顆粒状の中間体
にするため超急冷粉基準で２重量％以上、更に好ましく
は４重量％程度必要である。
次に、本発明で言う希土類−鉄系合金の超急冷粉とは
希土類−鉄系合金をメルトスピニング法などの超急冷に
より製造した20〜400nmのR2TM14B相（ＲはNd Pr、TMはF
e Co）と非晶質相とを共有する準安定状態の永久磁石材
料を言う。この材料に特定した理由はこの磁気的に等方
性であるため樹脂によるバルク成形時に磁気異方化の必
要がないことや、一般に7.5kG以上の比較的高い残留磁
束密度を有するので超急冷粉を樹脂によりバルク状に成
形しても比較的高度な磁気特性を確保できるからであ
る。
希土類−鉄系合金をメルトスピニング法などの超急冷に
より製造した20〜400nmのR2TM14B相（ＲはNd Pr、TMはF
e Co）と非晶質相とを共有する準安定状態の永久磁石材
料を言う。この材料に特定した理由はこの磁気的に等方
性であるため樹脂によるバルク成形時に磁気異方化の必
要がないことや、一般に7.5kG以上の比較的高い残留磁
束密度を有するので超急冷粉を樹脂によりバルク状に成
形しても比較的高度な磁気特性を確保できるからであ
る。
希土類−鉄系合金の合金組成をNd12〜13Co16〜20Ｂ
４〜11残部Feおよび不可避不純物とした理由は、その原
子％範囲で樹脂磁石として高水準の（BH）maxと△Br/Br
に代表される熱安定性が確保できるからである。また超
急冷粉を93〜96重量％に特定した理由は96重量％以上で
は樹脂磁石構造体としての一体化強度や強度水準の維持
が困難であり、一方93重量％以下では磁気特性の確保が
より困難になるからである。
４〜11残部Feおよび不可避不純物とした理由は、その原
子％範囲で樹脂磁石として高水準の（BH）maxと△Br/Br
に代表される熱安定性が確保できるからである。また超
急冷粉を93〜96重量％に特定した理由は96重量％以上で
は樹脂磁石構造体としての一体化強度や強度水準の維持
が困難であり、一方93重量％以下では磁気特性の確保が
より困難になるからである。
次に、本発明で言うマイクロカプセルは、例えばin−
situ重合法により製造したもので、液体エポキシ樹脂を
内包物質としホルマリン縮合系樹脂をセルとした数〜数
十μｍの単核球状カプセルである。単核球状カプセルと
することでコンパウンドでの均質な分散を確保し、セル
の架橋密度の調整でセルの熱軟化を防ぎ、その耐薬品性
を高めることで液体エポキシ樹脂の内包量を80〜90重量
％まで高めることができる。液体エポキシ樹脂は樹脂磁
石構造体の一体化強度や強度水準を維持するのである。
なおカプセルの一体成形における役割は、先ずコンパウ
ンドの粉末流動性や重合不活性による貯蔵安定性の確保
にある。次に、金型キャビティ中に充填したコンパウン
ドを圧縮したときに生じるカプセルの物理的破損に起因
する内包液体エポキシ樹脂の流出である。セルの破損に
より粘調な液体成分が流出することにより圧縮応力の緩
和と、磁性支持部材への粘着力が発現する。また、液体
エポキシ樹脂は硬化することにより固体エポキシより高
い架橋密度を確保することができるので樹脂磁石構造体
の一体化強度や強度水準を高める効果がある。
situ重合法により製造したもので、液体エポキシ樹脂を
内包物質としホルマリン縮合系樹脂をセルとした数〜数
十μｍの単核球状カプセルである。単核球状カプセルと
することでコンパウンドでの均質な分散を確保し、セル
の架橋密度の調整でセルの熱軟化を防ぎ、その耐薬品性
を高めることで液体エポキシ樹脂の内包量を80〜90重量
％まで高めることができる。液体エポキシ樹脂は樹脂磁
石構造体の一体化強度や強度水準を維持するのである。
なおカプセルの一体成形における役割は、先ずコンパウ
ンドの粉末流動性や重合不活性による貯蔵安定性の確保
にある。次に、金型キャビティ中に充填したコンパウン
ドを圧縮したときに生じるカプセルの物理的破損に起因
する内包液体エポキシ樹脂の流出である。セルの破損に
より粘調な液体成分が流出することにより圧縮応力の緩
和と、磁性支持部材への粘着力が発現する。また、液体
エポキシ樹脂は硬化することにより固体エポキシより高
い架橋密度を確保することができるので樹脂磁石構造体
の一体化強度や強度水準を高める効果がある。
次に、本発明で言う粉体硬化剤とは潜在硬化性を有す
るジシアンジアミド、およびその誘導体、各種カルボン
酸ジヒドラジド，アミンおよびその誘導体、などの群よ
り選ばれる１種または２種以上を言う。
るジシアンジアミド、およびその誘導体、各種カルボン
酸ジヒドラジド，アミンおよびその誘導体、などの群よ
り選ばれる１種または２種以上を言う。
次に、滑剤を適宜選ばれた粉体硬化剤により選択され
るエポキシ樹脂の加熱硬化温度よりも高い融点を有する
脂肪酸金属石鹸とする理由は、先ず、コンパウンドの粉
末成形性を高めることである。またエポキシ樹脂成分の
硬化によって樹脂磁石を支持部材と一体的に剛体化する
ときに樹脂磁石と支持部材との界面に液化、或いは気化
した脂肪酸金属石鹸の濃度の高い層の形成を抑制するこ
とで樹脂磁石構造体としての寸法精度や支持部材との一
体的な剛体化強度の信頼性を確保するためである。
るエポキシ樹脂の加熱硬化温度よりも高い融点を有する
脂肪酸金属石鹸とする理由は、先ず、コンパウンドの粉
末成形性を高めることである。またエポキシ樹脂成分の
硬化によって樹脂磁石を支持部材と一体的に剛体化する
ときに樹脂磁石と支持部材との界面に液化、或いは気化
した脂肪酸金属石鹸の濃度の高い層の形成を抑制するこ
とで樹脂磁石構造体としての寸法精度や支持部材との一
体的な剛体化強度の信頼性を確保するためである。
実施例 以下、本発明を実施例により説明する。
先ず、本発明の実施例で使用した支持部材は板厚0.5m
mの電磁鋼板を外径48mm,内径8mmに打ち抜き、22枚積層
した積層電磁鋼板であり、その外周面に肉厚1.10mmの環
状樹脂磁石を一体的に成形した薄肉環状樹脂磁石構造体
を例示するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
mの電磁鋼板を外径48mm,内径8mmに打ち抜き、22枚積層
した積層電磁鋼板であり、その外周面に肉厚1.10mmの環
状樹脂磁石を一体的に成形した薄肉環状樹脂磁石構造体
を例示するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
次に本発明例と比較例の成分配合は下記重量％を基準
とした。
とした。
固体エポキシ 4.0 超急冷粉 93.7 液体エポキシ樹脂内包カプセル 1.3 粉体硬化剤 0.6 滑剤 0.4 ただし本発明では、少なくとも分子鎖中にアルコール
性水酸基を有するエポキシオリゴマーの１種または２種
以上で軟化温度65〜85℃の固体エポキシであることが必
要である。
性水酸基を有するエポキシオリゴマーの１種または２種
以上で軟化温度65〜85℃の固体エポキシであることが必
要である。
次に、本発明例と比較例の樹脂磁石例構造体の製造工
程は下記（ａ）〜（ｄ）を基準とした。
程は下記（ａ）〜（ｄ）を基準とした。
（ａ）：固体エポキシで厚さ20〜30μm,粒子径53〜300
μｍの超急冷粉と粒子径10〜25μｍの液体エポキシ樹脂
内包カプセルとを粒子径53〜500μｍの顆粒状の中間体
とする工程、 （ｂ）：顆粒状の中間体に平均粒子径10μｍの潜在性ア
ミン系粉体硬化剤と平均粒子系６μｍの滑剤とを混合し
てコンパウンド化する工程、 （ｃ）：コンパウンドを圧密化しつつ予め固体エポキシ
の軟化温度以上に加熱した支持部材と一体的なグリーン
体を直接成形する工程、 （ｄ）：グリーン体のエポキシ樹脂成分の120℃20分の
加熱硬化によりグリーン体と支持部材とを一体的に剛体
化する工程、 第１図は工程（ｃ）を更に詳しく説明した一体成形の
動作を示す。図中１はコンパウンド、２は支持部材、３
は一体成形したグリーン体であり、C1はコンパウンドの
キャビティ中への充填、C2は磁性支持部材の金型へのセ
ツト、C3は磁性支持部材のキャビティ中への移送、C4は
コンパウンドの圧縮、C5は磁性支持部材と一体化したグ
リーン体の金型からの離型を示す。
μｍの超急冷粉と粒子径10〜25μｍの液体エポキシ樹脂
内包カプセルとを粒子径53〜500μｍの顆粒状の中間体
とする工程、 （ｂ）：顆粒状の中間体に平均粒子径10μｍの潜在性ア
ミン系粉体硬化剤と平均粒子系６μｍの滑剤とを混合し
てコンパウンド化する工程、 （ｃ）：コンパウンドを圧密化しつつ予め固体エポキシ
の軟化温度以上に加熱した支持部材と一体的なグリーン
体を直接成形する工程、 （ｄ）：グリーン体のエポキシ樹脂成分の120℃20分の
加熱硬化によりグリーン体と支持部材とを一体的に剛体
化する工程、 第１図は工程（ｃ）を更に詳しく説明した一体成形の
動作を示す。図中１はコンパウンド、２は支持部材、３
は一体成形したグリーン体であり、C1はコンパウンドの
キャビティ中への充填、C2は磁性支持部材の金型へのセ
ツト、C3は磁性支持部材のキャビティ中への移送、C4は
コンパウンドの圧縮、C5は磁性支持部材と一体化したグ
リーン体の金型からの離型を示す。
また、一体化強度は支持部材である積層電磁鋼板を固
定し、樹脂磁石の一方の端面に均等にクロスヘッド速度
10mm/minで荷重を加えたときの剪断破壊荷重とし、寸法
精度は樹脂磁石外径寸法の変化率（膨張）を金型基準で
表わす。
定し、樹脂磁石の一方の端面に均等にクロスヘッド速度
10mm/minで荷重を加えたときの剪断破壊荷重とし、寸法
精度は樹脂磁石外径寸法の変化率（膨張）を金型基準で
表わす。
（顆粒状の中間体の効果） 工程（ａ）で超急冷粉を固体エポキシで顆粒状の中間
体としない場合には工程（ｃ）での成形動作中、金型習
動部の間隙に超急冷粉が入りこみ円滑な動作を連続して
繰り返すことができない。この理由は超急冷粉が53〜30
0μｍと比較的粗い粒度であっても、厚さ20〜30μｍの
薄片であることに起因する。なお、顆粒状の中間体を得
るには、超急冷粉の粒度分布の広い範囲で比表面積は概
ね0.04〜0.05m2/gであるから超急冷粉の粒度分布にあま
り関わりなく少なくとも固体エポキシを２重量％以上、
好ましくは４重量％程度使用しなければならない。顆粒
状の中間体とすることにより工程（ｃ）のC1〜C5の動作
を円滑に連続して繰り返すことができる。
体としない場合には工程（ｃ）での成形動作中、金型習
動部の間隙に超急冷粉が入りこみ円滑な動作を連続して
繰り返すことができない。この理由は超急冷粉が53〜30
0μｍと比較的粗い粒度であっても、厚さ20〜30μｍの
薄片であることに起因する。なお、顆粒状の中間体を得
るには、超急冷粉の粒度分布の広い範囲で比表面積は概
ね0.04〜0.05m2/gであるから超急冷粉の粒度分布にあま
り関わりなく少なくとも固体エポキシを２重量％以上、
好ましくは４重量％程度使用しなければならない。顆粒
状の中間体とすることにより工程（ｃ）のC1〜C5の動作
を円滑に連続して繰り返すことができる。
（固体エポキシの軟化温度の効果） 分子鎖中にアルコール性水酸基を有し、軟化温度を異
にする４重量％の固体エポキシ５種を用いて、樹脂磁石
構造体とした。
にする４重量％の固体エポキシ５種を用いて、樹脂磁石
構造体とした。
第２図は固体エポキシの軟化温度に対する樹脂磁石構
造体の寸法精度の一体化強度の関係を示す特性図であ
る。。
造体の寸法精度の一体化強度の関係を示す特性図であ
る。。
図から明らかなように本発明にかかる固体エポキシの
軟化温度65〜85℃の範囲が最も寸法精度や一体化強度が
優れたものとなる。軟化温度がこれより低い場合には固
体エポキシが30℃程度の室温でブロッキングし易くなる
ため、工程（ａ）および（ｂ）での歩留まりを低めるば
かりか工程（ｃ）の、とくにC1での成形動作を円滑に連
続して繰り返すことはできない。
軟化温度65〜85℃の範囲が最も寸法精度や一体化強度が
優れたものとなる。軟化温度がこれより低い場合には固
体エポキシが30℃程度の室温でブロッキングし易くなる
ため、工程（ａ）および（ｂ）での歩留まりを低めるば
かりか工程（ｃ）の、とくにC1での成形動作を円滑に連
続して繰り返すことはできない。
（固体エポキシの分子鎖中のアルコール性水酸基の効
果） 軟化温度65〜85℃、分子鎖中にアルコール性水酸基を
有する本発明にかかる固体エポキシ４重量％に対し、軟
化温度65〜85℃、分子鎖中にアルコール性水酸基を持た
ないノボラック型固定エポキシを用いて、樹脂磁石構造
体とした。寸法精度は双方ともに0.07％程度である。し
かし、エポキシ基の濃度はノボラック型固体エポキシの
方が２〜３倍量であるにも拘らず、一体化強度は分子鎖
中にアルコール性水酸基を有する本発明にかかる固体エ
ポキシの340〜360kg fに対して190〜200kg fと約40％も
低下する。これは分子鎖中にアルコール性水酸基を有す
る固体エポキシでは、その極性の存在により支持部材で
ある積層電磁鋼板との密着が促進されるからである。密
着の促進は工程（ｃ）の、とくにC5から工程（ｄ）に至
るまで樹脂磁石構造体のハンドリング性の確保に対して
も有効となる。
果） 軟化温度65〜85℃、分子鎖中にアルコール性水酸基を
有する本発明にかかる固体エポキシ４重量％に対し、軟
化温度65〜85℃、分子鎖中にアルコール性水酸基を持た
ないノボラック型固定エポキシを用いて、樹脂磁石構造
体とした。寸法精度は双方ともに0.07％程度である。し
かし、エポキシ基の濃度はノボラック型固体エポキシの
方が２〜３倍量であるにも拘らず、一体化強度は分子鎖
中にアルコール性水酸基を有する本発明にかかる固体エ
ポキシの340〜360kg fに対して190〜200kg fと約40％も
低下する。これは分子鎖中にアルコール性水酸基を有す
る固体エポキシでは、その極性の存在により支持部材で
ある積層電磁鋼板との密着が促進されるからである。密
着の促進は工程（ｃ）の、とくにC5から工程（ｄ）に至
るまで樹脂磁石構造体のハンドリング性の確保に対して
も有効となる。
（超急冷粉の合金組成の効果） Nd12〜13Co16〜20B6残部Feまたは、Nd12〜13B6残部Fe
の超急冷粉93.7重量％から樹脂磁石構造体とした。
の超急冷粉93.7重量％から樹脂磁石構造体とした。
第３図は工程（ｃ）のC4での圧縮圧力と樹脂磁石の密
度の関係を示す特性図である。
度の関係を示す特性図である。
図から明らかなように、Nd12〜13Co16〜20B6残部Feの
ようにFeの一部をCo置換することは本発明に基づく樹脂
磁石の圧縮性を高める効果がある。この理由はFeの一部
をCo置換することで超急冷粉が圧縮圧力により機械的に
破損し易くなり、緻密化を促進するからである。なお、
Feの一部を16〜20原子％のCoで置換することは△Br/Br
を−0.07％／℃程度まで低下させる効果もあり、樹脂磁
石の高密度化による磁束量の増加や、磁気的な熱安定性
の向上、機械的強度の向上に効果的である。
ようにFeの一部をCo置換することは本発明に基づく樹脂
磁石の圧縮性を高める効果がある。この理由はFeの一部
をCo置換することで超急冷粉が圧縮圧力により機械的に
破損し易くなり、緻密化を促進するからである。なお、
Feの一部を16〜20原子％のCoで置換することは△Br/Br
を−0.07％／℃程度まで低下させる効果もあり、樹脂磁
石の高密度化による磁束量の増加や、磁気的な熱安定性
の向上、機械的強度の向上に効果的である。
（超急冷粉の含有量の効果） 第４図は超急冷粉の含有量に対する樹脂磁石構造体の
寸法精度と一体化強度の関係を示す特性図である。超急
冷粉の含有量96重量％以下で0.10％以下の寸法精度と20
0kg f以上の一体化強度とを確保することができる。し
かし95重量％以下での寸法精度は飽和傾向を示し、磁束
量の低下を招くので93重量％程度までに留めることが好
ましい。
寸法精度と一体化強度の関係を示す特性図である。超急
冷粉の含有量96重量％以下で0.10％以下の寸法精度と20
0kg f以上の一体化強度とを確保することができる。し
かし95重量％以下での寸法精度は飽和傾向を示し、磁束
量の低下を招くので93重量％程度までに留めることが好
ましい。
（非熱軟化性単核球状カプセルの効果） 例えばホルマリン縮合系樹脂をセルとした非熱軟化性
単核球状カプセルの縮合度を下げることにより、90〜10
0℃で熱軟化する単核球状カプセルとすることができ
る。このような熱軟化する単核球状カプセルは工程
（ａ）で固体エポキシの溶媒として使用する有機溶剤に
侵され易く、その結果、内包液体エポキシの流出を招く
ので工程Ｃの、とくにC1でのコンパウンドの充填に支障
を来す。また樹脂磁石構造体を120℃で100h放置した外
径寸法変化率では非熱軟化性単核球状カプセルを使用し
た場合の変化率0.01％以下に対して熱軟化する単核球状
カプセルの場合にはその10倍量にも達する。
単核球状カプセルの縮合度を下げることにより、90〜10
0℃で熱軟化する単核球状カプセルとすることができ
る。このような熱軟化する単核球状カプセルは工程
（ａ）で固体エポキシの溶媒として使用する有機溶剤に
侵され易く、その結果、内包液体エポキシの流出を招く
ので工程Ｃの、とくにC1でのコンパウンドの充填に支障
を来す。また樹脂磁石構造体を120℃で100h放置した外
径寸法変化率では非熱軟化性単核球状カプセルを使用し
た場合の変化率0.01％以下に対して熱軟化する単核球状
カプセルの場合にはその10倍量にも達する。
一方、非熱軟化性であっても多核球状カプセルを使用
した場合、その粒子径の粗大化に伴って、機械的に破壊
し易くなるために工程（ａ）や工程（ｂ）で内包液体エ
ポキシの流出を招くので工程Ｃの、とくにC1でのコンパ
ウンドの充填に支障を来す。
した場合、その粒子径の粗大化に伴って、機械的に破壊
し易くなるために工程（ａ）や工程（ｂ）で内包液体エ
ポキシの流出を招くので工程Ｃの、とくにC1でのコンパ
ウンドの充填に支障を来す。
（滑剤の効果） 滑剤の存在は工程（ｃ）での成形動作を円滑に連続し
て繰り返すことに効果的である。
て繰り返すことに効果的である。
第５図は滑剤としてステアリン酸カルシウム（融点約
180℃）を使用した場合の、滑剤量に対する樹脂磁石構
造体の寸法精度と一体化強度の関係を示す特性図であ
る。滑剤の含有量の増加に伴って寸法精度は向上する
が、一体化強度は低下する。寸法精度の確保のためには
0.2％以上、好ましくは0.4重量％の含有量が必要であ
る。
180℃）を使用した場合の、滑剤量に対する樹脂磁石構
造体の寸法精度と一体化強度の関係を示す特性図であ
る。滑剤の含有量の増加に伴って寸法精度は向上する
が、一体化強度は低下する。寸法精度の確保のためには
0.2％以上、好ましくは0.4重量％の含有量が必要であ
る。
一方、滑剤としてステアリン酸及び、その各種金属石
鹸をコンパウンドの0.4重量％使用した場合、一体化強
度は滑剤の融点が低下するに従って低下する傾向が見ら
れた。とくに適宜選ばれた粉体硬化剤により選択される
エポキシ樹脂の加熱硬化温度よりも低い融点を有する滑
剤程樹脂磁石構造体の一体化強度が低下する傾向が見ら
れる。この理由は工程（ｄ）、すなわちエポキシ樹脂成
分の硬化によって樹脂磁石を支持部材と一体的に剛体化
するときに樹脂磁石と支持部材との界面に液化、或いは
気化した脂肪酸または、その金属石鹸の濃度の高い層の
形状を促進することで樹脂磁石構造体としての寸法精度
や支持部材との一体的な剛体化強度の低下を招くためで
ある。
鹸をコンパウンドの0.4重量％使用した場合、一体化強
度は滑剤の融点が低下するに従って低下する傾向が見ら
れた。とくに適宜選ばれた粉体硬化剤により選択される
エポキシ樹脂の加熱硬化温度よりも低い融点を有する滑
剤程樹脂磁石構造体の一体化強度が低下する傾向が見ら
れる。この理由は工程（ｄ）、すなわちエポキシ樹脂成
分の硬化によって樹脂磁石を支持部材と一体的に剛体化
するときに樹脂磁石と支持部材との界面に液化、或いは
気化した脂肪酸または、その金属石鹸の濃度の高い層の
形状を促進することで樹脂磁石構造体としての寸法精度
や支持部材との一体的な剛体化強度の低下を招くためで
ある。
発明の効果 本発明は、固体樹脂で、予め希土類−鉄系合金の超急
冷粉とマイクロカプセル化した液体樹脂とを顆粒状中間
体とし、前記顆粒状中間体へ硬化剤とを添加・混合して
コンパウンド化し、磁性支持部材を配置したキャビティ
中へ充填し、圧縮することで磁性支持部材と一体化した
磁石ロータとなるような環状樹脂磁石構造体を製造する
方法の改良をねらいとし、とくに固体樹脂成分を特定す
ることが課題を解決する有効な手段となることを見出だ
したものである。
冷粉とマイクロカプセル化した液体樹脂とを顆粒状中間
体とし、前記顆粒状中間体へ硬化剤とを添加・混合して
コンパウンド化し、磁性支持部材を配置したキャビティ
中へ充填し、圧縮することで磁性支持部材と一体化した
磁石ロータとなるような環状樹脂磁石構造体を製造する
方法の改良をねらいとし、とくに固体樹脂成分を特定す
ることが課題を解決する有効な手段となることを見出だ
したものである。
これにより数Ｗクラスの家電用ブラシレスモータか
ら、より高度な樹脂磁石構造体としての特性が求められ
る数十〜数百Ｗクラスに至る高出力の家電用ブラシレス
モータやFA用サーボモータの磁石ロータへ展開すること
ができ、その工業的価値は大きい。
ら、より高度な樹脂磁石構造体としての特性が求められ
る数十〜数百Ｗクラスに至る高出力の家電用ブラシレス
モータやFA用サーボモータの磁石ロータへ展開すること
ができ、その工業的価値は大きい。
第１図は樹脂磁石構造体の一体成形動作図、第２図は固
体エポキシの軟化温度に対する樹脂磁石構造体の寸法精
度と一体化強度の関係を示す特性図、第３図は第１図工
程（ｃ）のC4での圧縮圧力と樹脂磁石の密度の関係を示
す特性図、第４図は超急冷粉の含有量に対する樹脂磁石
構造体の寸法精度と一体化強度の関係を示す特性図、第
５図は滑剤量に対する樹脂磁石構造体の寸法精度と一体
化強度の関係を示す特性図である。 １……コンパウンド、２……支持部材、３……一体成形
グリーン体。
体エポキシの軟化温度に対する樹脂磁石構造体の寸法精
度と一体化強度の関係を示す特性図、第３図は第１図工
程（ｃ）のC4での圧縮圧力と樹脂磁石の密度の関係を示
す特性図、第４図は超急冷粉の含有量に対する樹脂磁石
構造体の寸法精度と一体化強度の関係を示す特性図、第
５図は滑剤量に対する樹脂磁石構造体の寸法精度と一体
化強度の関係を示す特性図である。 １……コンパウンド、２……支持部材、３……一体成形
グリーン体。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−99405（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−220417（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−268004（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01F 1/00 - 1/117 H01F 41/02
Claims (6)
- 【請求項１】（ａ）少なくとも分子鎖中にアルコール性
水酸基を有するエポキシオリゴマーの１種または２種以
上で軟化温度（Durran's m.p.,℃）65〜85℃の固体エポ
キシとし、該固体エポキシで希土類−鉄系合金の超急冷
粉と液体エポキシ樹脂内包カプセルとを顆粒状の中間体
とする工程，（ｂ）顆粒状の中間体に粉体硬化剤と滑剤
とを混合してコンパウンド化する工程、（ｃ）コンパウ
ンドを圧密化したグリーン体を支持部材と一体的に直接
成形する工程、（ｃ）グリーン体のエポキシ樹脂成分の
加熱硬化によりグリーン体と支持部材とを一体的に剛体
化する工程、とからなる樹脂磁石構造体の製造方法。 - 【請求項２】希土類−鉄系合金が合金組成Nd12〜13Co
16〜20Ｂ４〜11（数値は原子％）残部Feおよび不可避不
純物である請求項１記載の樹脂磁石構造体の製造方法。 - 【請求項３】超急冷粉が93〜96重量％である請求項１記
載の樹脂磁石構造体の製造方法。 - 【請求項４】カプセルが非熱軟化性の単核球状カプセル
である請求項１記載の樹脂磁石構造体の製造方法。 - 【請求項５】滑剤がエポキシ樹脂の加熱硬化温度よりも
高い融点を有する脂肪酸金属石鹸である請求項１記載の
樹脂磁石構造体の製造方法。 - 【請求項６】支持部材が積層電磁鋼板である請求項１記
載の樹脂磁石構造体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055333A JP2780422B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 樹脂磁石構造体の製造方法 |
| MYPI91000364A MY106497A (en) | 1990-03-07 | 1991-03-07 | A process for producing a resin bonded magnet structure. |
| GB9104802A GB2241701B (en) | 1990-03-07 | 1991-03-07 | A process for producing a resin bonded magnet structure |
| US07/840,634 US5149477A (en) | 1990-03-07 | 1992-02-21 | Process for producing a resin bonded magnet structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055333A JP2780422B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 樹脂磁石構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257807A JPH03257807A (ja) | 1991-11-18 |
| JP2780422B2 true JP2780422B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=12995611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2055333A Expired - Lifetime JP2780422B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 樹脂磁石構造体の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5149477A (ja) |
| JP (1) | JP2780422B2 (ja) |
| GB (1) | GB2241701B (ja) |
| MY (1) | MY106497A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5240627A (en) * | 1990-07-24 | 1993-08-31 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Bonded rare earth magnet and a process for manufacturing the same |
| US5221503A (en) * | 1991-10-28 | 1993-06-22 | General Motors Corporation | Method for manufacturing a dynamoelectric device |
| US5629092A (en) * | 1994-12-16 | 1997-05-13 | General Motors Corporation | Lubricous encapsulated ferromagnetic particles |
| KR970017718A (ko) * | 1995-09-19 | 1997-04-30 | 석진철 | 링상 수지자석의 제조방법 |
| WO1998054736A1 (en) * | 1997-05-30 | 1998-12-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Production process for ring shaped resin bonded magnet |
| JP2001052944A (ja) * | 1999-08-06 | 2001-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 希土類−鉄系樹脂磁石の製造方法 |
| US6531794B1 (en) * | 2000-07-20 | 2003-03-11 | General Electric Company | Method for fabricating motors of different outputs using standardized parts |
| US6555018B2 (en) | 2001-02-28 | 2003-04-29 | Magnequench, Inc. | Bonded magnets made with atomized permanent magnetic powders |
| US6872325B2 (en) * | 2002-09-09 | 2005-03-29 | General Electric Company | Polymeric resin bonded magnets |
| EP2557577B1 (en) * | 2010-04-05 | 2016-08-24 | Aichi Steel Corporation | Production method for anisotropic bonded magnet and production apparatus for same |
| WO2017179086A1 (ja) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | 黒田精工株式会社 | 磁石埋め込み型コアの製造方法 |
| CN112564436A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-26 | 浙江英洛华磁业有限公司 | 一种制造转子组件的方法 |
| CN113583384B (zh) * | 2021-07-19 | 2022-12-13 | 浙江工业大学 | 一种环氧树脂@磁粉微胶囊一体化电感材料的制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1216623A (en) * | 1983-05-09 | 1987-01-13 | John J. Croat | Bonded rare earth-iron magnets |
| US4684406A (en) * | 1983-05-21 | 1987-08-04 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Permanent magnet materials |
| US4558077A (en) * | 1984-03-08 | 1985-12-10 | General Motors Corporation | Epoxy bonded rare earth-iron magnets |
| US4832891A (en) * | 1987-11-25 | 1989-05-23 | Eastman Kodak Company | Method of making an epoxy bonded rare earth-iron magnet |
| DE68922748T2 (de) * | 1988-02-29 | 1996-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Verfahren zur Herstellung eines kunststoffgebundenen Magnetgegenstandes. |
-
1990
- 1990-03-07 JP JP2055333A patent/JP2780422B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-03-07 MY MYPI91000364A patent/MY106497A/en unknown
- 1991-03-07 GB GB9104802A patent/GB2241701B/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-02-21 US US07/840,634 patent/US5149477A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| JPH03257807A (ja) | 1991-11-18 |
| GB9104802D0 (en) | 1991-04-17 |
| GB2241701A (en) | 1991-09-11 |
| GB2241701B (en) | 1993-03-24 |
| MY106497A (en) | 1995-06-30 |
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