JP5708123B2 - 磁石部材 - Google Patents
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Description
図1〜3に示すように、本実施形態に係る磁石部材30は、磁石素体32と、磁石素体32の表面全体を被覆するめっき膜34と、を備える。磁石素体32は扇形の板である。ただし、磁石素体32の形状は扇形に限定されない。磁石素体32の寸法は、磁石素体32の形状に関わらず一般的に縦4〜50mm×横5〜100mm×厚さ0.5〜10mm程度である。めっき膜34の厚さの平均値は、1〜30μm程度であればよい。
本実施形態に係る磁石部材30は、ボイスコイルモータ(VCM:Voice Coil Motor)等のモータ用磁石として好適である。磁石部材30はモータに組み込まれ、磁気回路を形成する。モータに組み込まれる磁石部材30は、図4に示すように、接着剤42を介して、主に珪素鋼板で構成されるヨーク40の表面に固定される。一般的に、磁器回路を形成する磁石部材30は、その容易磁化方向Mを垂線にもつ表面Sがヨーク表面に対向するように、ヨークに固定される。ヨークと磁石部材30とは、モータの高速回転化に対応するため、強固に接着される必要がある。
電気めっきで形成されためっき膜34は、表面Sの周縁部38において相対的に凸形状となる。凸形状のめっき膜34(表面Sの周縁部38)はヨーク表面と線接触する。よって、表面Sの周縁部38は、中央部36に比べて、接着強度の向上に寄与しない。表面Sに過剰の接着剤を塗布し、表面Sの周縁部38とヨークとの間に十分な接着剤を介在させることで、両者の接着性を向上させることもありえる。しかし、磁石部材30の製造コストを抑えるためには、過剰な接着剤の使用は避けるべきである。したがって、凸形状の周縁部38とヨークとの間には接着剤42が回り込み難く、凸形状の周縁部38はヨーク(珪素鋼板)と直接接触し易い。NiまたはNi合金からなるめっき膜34とヨーク40(珪素鋼板)は、それぞれ金属であるため、両者が直に接触することで接触電位差が生じ、両者の接触箇所が腐食の起点となり得る。特に、高湿環境でモータを使用した場合、周縁部38及びヨーク40の接触箇所における結露又は水膜の付着により、両者間に接触電位差による局部電池が形成されるため、両者の接触箇所で腐食が進行し易いことが懸念される。
以下では、上記の磁石部材30の製造方法について説明する。
まず、磁石部材30の内部に配置される磁石素体32を作製する。磁石素体32の作製では、まず原料合金を鋳造し、インゴットを得る。原料合金としては、希土類元素R,遷移金属T及びBを含むものを用いればよい。なお、原料合金は、必要に応じて、Mn,Nb,Zr,Ti,W,Mo,V,Ga,Zn,Si,Cu,Al及びBi等の他の元素を更に含んでもよい。インゴットの化学組成は、最終的に得たい希土類磁石の主相の化学組成に応じて調整することができる。
めっき工程では、磁石素体32の表面上に、NiまたはNi合金めっきからなるめっき膜34(保護層)を形成する。めっき膜34の形成にはスパッタや蒸着法を用いても良い。めっき膜34が湿式めっき層である場合、通常の電解めっき(電気めっき)又は無電解めっきによってめっき膜34を形成することができる。具体的には、電解Niめっき又は無電解Niめっきによってめっき膜34を形成することができる。
<磁石素体の作製工程>
27.4質量%Nd−3質量%Dy−1質量%B−68.6質量%Feの組成を有するインゴットを粉末冶金法によって作成した。インゴットをスタンプミルおよびボールミルにより粉砕し、上記組成の合金微粉末を得た。
磁石素体に、アルカリ脱脂処理、水洗、硝酸溶液による酸洗浄処理、水洗、超音波洗浄によるスマット除去、水洗を順次行う前処理を施した。
以下の組成を有するめっき浴(液種:S0)を調製した。めっき浴のpHは4.0に調整した。めっき浴の温度は50℃に調整した。
[S0の組成]硫酸ニッケル・六水和物:270g/L、塩化ニッケル・六水和物:50g/L、ホウ酸:45g/L、サッカリンナトリウム:5g/L、クマリン:0.3g/L。
磁石素体の容易磁化方向Mを垂線にもつ磁石部材の面Sの周縁部に位置するめっき膜中の硫黄の含有率[S]M(単位:質量ppm)、及び面Sの中央部(重心)に位置するめっき膜中の硫黄の含有率[S]C(単位:質量ppm)を蛍光X線分析法により測定した。蛍光X線分析法では、コリメーター径を1mmとした。なお、磁石部材の面Sとは、磁石素体の表面Ss(30mm×60mmの大きさの面)に対応する表面である。磁石素体の表面Ss及び磁石部材の表面Sの各垂線は、磁石素体の容易磁化方向Mに平行である。
磁石部材の表面Sに0.008〜0.010gの接着剤を塗布した。接着剤を塗布した表面Sをヨークに貼り付け、磁石部材をヨークに圧着して、圧着体を形成した。ヨークとしては、珪素鋼板(材質:SPCC、寸法:縦80mm×横80mm×厚み1mm)を用いた。接着剤としては、嫌気性アクリル接着剤(日本ロックタイト(株)製ロックタイト638UV)を用いた。
圧着体について、室温で5mm/分の速度で圧縮せん断試験を行った。
圧着体を、85℃90%RHの高温高湿環境下に1000時間保持し、ヨークに接着された磁石部材周辺の外観の変化を観察した。
耐湿性試験の場合と同様の高温高湿環境下に1000時間保持した後の圧着体について、室温で5mm/分の速度で圧縮せん断試験を行った。
実施例2〜7及び比較例1〜4の各磁石部材を作製した際、表1に示すめっき法とめっき浴を用いてめっき工程を実施した。また、実施例2〜7及び比較例1〜4の各磁石部材のめっき工程では、電流密度Dk、めっき浴のpHを表1に示す値に調整した。これらの事項以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2〜7及び比較例1〜4の各磁石部材及び圧着体を作製した。なお、表1に示す各めっき浴(液種:S1〜S4)の組成は以下の通りである。なお、いずれのめっき浴の溶媒も水である。
Claims (3)
- 希土類磁石を含む磁石素体と、
Niを含み、前記磁石素体を被覆するめっき膜と、を備える磁石部材であって、
前記磁石素体の容易磁化方向を垂線にもつ前記磁石部材の面において、
前記面は周縁部と前記周縁部に固まれた中央部を持ち、
前記周縁部に位置する前記めっき膜中の硫黄の含有率が、
前記中央部に位置する前記めっき膜中の硫黄の含有率よりも低い、
磁石部材。 - 前記周縁部に位置する前記めっき膜中の硫黄の含有率が、
前記中央部に位置する前記めっき膜中の硫黄の含有率の0.80〜0.95倍である、
請求項1に記載の磁石部材。 - 前記めっき膜が電気めっきにより形成される、
請求項1又は2に記載の磁石部材。
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