JPH04134807A - 希土類樹脂結合型磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は希土類樹脂結合型磁石の製造方法に関する。

［従来技術］ 樹脂結合型磁石の成形方法としては以下に示したような
成形方法が挙げられる。

１、圧縮成形法 ２、射出成形法 圧縮成形法は磁石粉末と熱硬化性樹脂からなる磁石組成
物をプレスの金型中に充填し、これに圧力を加えて圧縮
して成形し、その後、加熱して樹脂を硬化させて成形す
る方法である。この時、磁石組成物中の磁性粉米量は９
５ｗｔ％以上含まれる。

この圧縮成形法は上記のように他の成形方法に比べ磁石
組成物中の樹脂成分量が少ないため、成形された磁石の
磁気性能は高いが、磁石の形状に対する自由度は小さい
。

射出成形法は磁石粉末と熱可塑性樹脂からなる磁石組成
物を加熱溶融し、十分な流動性をもたせた状態で金型内
に注入して所定の形状に成形する方法である。射出成形
法は磁石組成物に流動性をもたせるために磁石組成物中
の樹脂成分量が圧縮成形に比べて多く、磁石組成物中の
磁石粉末量は９０〜９５ｗｔ％程度となるために磁石成
形体の磁気性能は低下する。しかし、形状の自由度は圧
縮成形法に比べ大きい。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の製造方法には以下に示すような課
題を有している。

第一に、圧縮成形法、射出成形法ともに成形工程が磁石
組成物の金型への充填、成形、成形品の取り出しという
一定のサイクルがあり、基本的にバッチ式生産システム
であるため、その生産性には限界がある。また、最近需
要が増えている寸法の長い磁石の成形に対しても原料の
充填や成形品の取り出しが困難であることや成形磁石の
磁気性能が低下する等の理由から、成形品の長さには限
界がある。

また、圧縮成形法は形状自由度が低く、アーク形状等の
異形状の成形についてはプレス時の成形圧力を均一に掛
けることが困難であり、これによって磁石成形体内での
密度にばらつきが生じ、磁気性能にもばらつきを生じる
という問題点を有している。一方、射出成形法の場合は
形状自由度が高く、アーク形状の成形は可能であるが、
スプルやランナーが生じるためこれらを再生利用（リサ
イクル）を行う必要があるが、希土類磁石粉末特にＲ−
Ｆｅ−Ｂ基磁石粉末は高温雰囲気で劣化しやすいためリ
サイクル品を使用することで磁石の磁気性能を低下させ
るという問題点を有する。

そこで、これらの問題を解決する手段として押出成形法
が挙げられる。押出成形法は磁石粉末を樹脂と混練した
後に押出機で金型内に送り込み金型内で賦形して成形す
る方法である。この方法の場合には生産工程が連続的で
あるため、生産性が良く、また射出成形のようにスプル
ーやランナを生じることが無いためリサイクル品は生じ
難く従ってこれによる磁気性能の低下は生じない。この
様に従来の圧縮成形や射出成形には無い利点を押出成形
は有している。しかしながら、この押出成形法も以下の
課題を有している。

すなわち、アーク形状、もしくは平板状を成形する場合
には断面形状に対して溶融混合物を均一に流動させる事
が困難であり、特に磁石粉末の様な充填材が有る場合に
は流動性が悪いため一層困難となる。このことによって
金型のギャップに対して充填し易い部分とし難い部分が
生じ、金型通りに賦形する事が困難であるという問題点
を有している。

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところは、従来の成形方法で成形することが
困難であったアーク形状の磁石をより高性能に生産性良
く、低コストで提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造方法は希土類磁石
粉末と樹脂及び添加剤（無機物を含む）からなる希土類
樹脂結合型磁石の製造方法において希土類磁石粉末と樹
脂及び添加剤の混合物の粘度ηが樹脂成分が液状となる
温度範囲に於て、η≦２ｋｐｏｉｓｅ （せん断速度１０００ｓｅｃ−１） であり、これをアーク形状もしくは平板状に押出成形す
ることを特徴とする。

また、上記希土類磁石粉末が希土類元素とコバルトを主
体とする遷移金属元素からなる磁石粉末であり、その含
有率が体積比で４０から８０％である。

また、上記希土類磁石粉末が希土類元素と鉄を主体とす
る遷移金属元素及びほう素からなる磁石粉末であり、そ
の含有率が体積比で４０から８０％である。

［作用］ 本発明の構成によれば、希土類磁石粉末と樹脂からなる
希土類樹脂結合型磁石の成形方法として押出成形法を用
いることにより、基本的にバッチ処理である圧縮成形法
や射出成形法等の従来製法に比べ、連続成形が可能とな
り、これによって生産性が上がり、低コスト化を図るこ
とが可能となる。

希土類磁石粉末と樹脂及び添加剤の混合物の粘度ηを樹
脂成分が液状となる温度領域に於いてη≦２ｋｐｏｉｓ
ｅ （せん断速度１０００ｓｅｃ−１） としたのは混合物の成形を行うためには混合物が塑性変
形を起こす必要があるため、この様な変形を生じるため
には樹脂成分が液状となる必要があるため、温度範囲は
樹脂成分が液状となる温度領域となる。混合物の粘度η
が２ｋｐｏｉｓｅ以下としたのは混合溶融物の流れを成
形体形状に対して均一にするためである。即ち、一般に
かわら形状用もしくは平板状用金型は成形体形状に対し
て流動性が異なり、成形体形状の中央部には混合溶融物
が流れ易く、エツジ部には溶融物は流れにくい。これを
解決する手段としては金型の流路をエツジ部に流れ易く
するように流路の形状を変形する等の処理が挙げられる
が混合溶融物の粘度が高すぎる場合にはこの処理の効果
には限度がある。

従って混合物の粘度を下げる必要があり、その上限は２
ｋｐｏｉｓｅとなる。即ちこの粘度以上では混合物の流
動性が低く、成形体断面形状に対して混合物の流れ性に
差を生じて形状を成形することができない。粘度の下限
についてはより低粘度な混合物が作成できれば粘度は低
い方が望ましい。

使用する磁石粉末についてはＳｍ−Ｃｏ系、もしくはＮ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石粉末であり、その含有率を
体積比で４０〜８０％としたのは４０％以下では高性能
な希土類磁石粉末を使用する効果が得られないためであ
り、８０％以上では押出成形を行うために必要な流動性
を確保できないためである。

使用する樹脂としては熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂どち
らも使用可能であり、例えば熱硬化性樹脂ではエポキシ
樹脂、フェノール樹脂等があり、熱可塑性樹脂としては
ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（Ｐ
ＰＳ）等が挙げられる。ここに挙げた樹脂は一例であり
、これは本発明を限定するものではない。これらの樹脂
をベスレジンとし、混合物の粘度を下げる際には必要に
応じて平均分子量を下げるか可塑剤等の添加剤を加える
等の処理を行うことによって対応する。

本発明のアーク状磁石とは以下の様なものを指す。即ち
外径Ｒ２内径ｒ、射角θ（θ≦１８０°）の円弧状断面
を有する長さｔの磁石を示している。

以下、実施例に従い詳細に説明を行う。

［実施例］ 第１図は本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造工程を示
している。希土類磁性粉末と樹脂と添加剤を所望の混合
比に秤ユした後にロールミル、押出機等の混合機で混合
し、コンパウンドを作成する。このコンパウンドを成形
機に投入しやすい大きさに粉砕し、押出成形機に投入す
る。ここで使用した押出機は一軸のスクリュー式押出機
だった。

押出機中でコンパウンドは加熱され、樹脂が溶融状態と
なり、この状態で押出機に接続された金型に送り込まれ
る。金型中でコンパウンドは最終形状に賦形され、金型
から磁石成形体がが押し出される。押し出された磁石は
引き取られ、切断機によって切断される。この後熱硬化
性樹脂を使用した場合にはキユアリングを行い、希土類
樹脂結合型磁石を成形した。また、磁場配向成形を行っ
た時には切断前に脱磁を行った。

以下、更に詳細な実施例を示す。

（実施例１） 第１表に磁石粉末と樹脂の混合溶融物（以下コンパウン
ドと称す）の粘度を変えた時の成形性を示している。

２ｋｐｏｉｓｅ以上ではエツジ部にコンパウンド第１表 が充填されず、成形はできなかった。

○：成形可、△：　成形難、×：　成形不可使用した磁
石粉末はＳｍ−Ｃｏ系（表中Ｓｍ系）、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ
系（表中Ｎｄ系）であり、充填率は体積比で６０％であ
った。樹脂としてはポリアミド樹脂（ナイロン１２）を
用い、粘度を変える手段としては高粘度化には樹脂の平
均分子量を変え、低粘度化にはステアリン酸塩等の添加
剤を加えて変化させた。成形した磁石の断面形状は外径
１０ｍｍ、内径９ｍｍ、射角１２０°のアーク形状磁石
であった。表から明らかなように粘度が低い場合には成
形が可能であるが、粘度が上昇すると成形が困難となり
、２ｋｐｏｉｓｅ付近で成形可能な範囲の上限となった
。しかし、 （実施例２） 実施例１と同様の実験条件で断面形状で幅２０ｍｍ、厚
さ１．５ｍｍの平板状磁石の成形実験を行った。その結
果は第１表の実験結果と同じであり、粘度が２ｋｐｏｉ
ｓｅ以上の時にはエツジ部にコンパウンドが充填されず
、成形はできなかった。

（実施例３） 第２表に磁石粉末の充填量を変えてコンパウンドを作成
したときの粘度及び成形性を示す。使用磁石粉末はＮｄ
−Ｆｅ−Ｂ光磁石粉末であり、樹脂には熱硬化性のエポ
キシ樹脂を使用した。成形した形状は実施例１で成形し
た磁石と同じ寸法のアーク状磁石であった。

この時は室温では固形であり、１２０から１５００Ｃで
熱可塑領域を持ち、１８０から２００°Ｃで硬化するエ
ポキシ樹脂であった。添加剤としてはステアリン酸塩等
の可塑剤を使用した。

第２表 注１．粘度の単位　ｋｐｏｉｓｅ　　ａｔ　　１４０℃
２、　○・　可、　△：　難、　×：　不可表から明ら
かなように磁粉の含有率が高くなるにつれて粘度は増加
し、含有率が８０ｖｏ１％以上になると添加剤を加えて
も粘度は２ｋｐ○ｉｓｅ以下にならず、成形もできなか
った。磁粉の充填率が８０ｖ○１％の時には成形は困難
であったが可能であった。充填率が４０ｖｏ１％以下の
時には成形は充分に可能であったが成形磁石の磁気性能
は３ＭＧＯｅ以下であり、高性能な希土類磁石粉末を使
用する効果が得られなかった。

（実施例４） 実施例１と同様の実験条件で断面形状で幅２０ｍｍ、厚
さ１．５ｍｍの平板状磁石の成形実験を行った。その結
果は第２表の実験結果と同じであり、磁石の充填率が８
０ｖｏ１％より多くなると粘度が２ｋｐｏｉｓｅ以上と
なり、成形を行ったときにはエツジ部にコンパウンドが
充填せず、成形を行うことはできなかった。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造
方法により、希土類樹脂結合型磁石をより簡略な工程で
提供することが可能となり、磁石の製造コストも低減さ
せることが可能となる。また、これまで成形を行うこと
が困難であったアク形状や平板形状を高性能に成形する
ことが可能となる。

この製造方法による磁石はステッピングモータ、ＤＣモ
ータ、センサー　マグロール等に広く利用できる。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の希土類樹脂結合型磁石の製造工程を示
す図。 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）希土類磁石粉末と樹脂及び添加剤（無機物を含む
   ）からなる希土類樹脂結合型磁石の製造方法において希
   土類磁石粉末と樹脂及び添加剤の混合物の粘度ηが樹脂
   成分が液状となる温度範囲に於て、 η≦２ｋｐｏｉｓｅ （せん断速度１０００ｓｅｃ＾−＾１） であり、これをアーク形状もしくは平板状に押出成形す
   ることを特徴とする希土類樹脂結合型磁石の製造方法。
2. （２）上記希土類磁石粉末が希土類元素とコバルトを主
   体とする遷移金属元素からなる磁石粉末であり、その含
   有率が体積比で４０から８０％である請求項１記載の希
   土類樹脂結合型磁石の製造方法。
3. （３）上記希土類磁石粉末が希土類元素と鉄を主体とす
   る遷移金属元素及びほう素からなる磁石粉末であり、そ
   の含有率が体積比で４０から８０％である請求項１記載
   の希土類樹脂結合型磁石の製造方法。