JPH06236807A

JPH06236807A - 樹脂結合型磁石及びその製造方法

Info

Publication number: JPH06236807A
Application number: JP5267483A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sakata; 正昭坂田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1993-10-26
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】磁気特性、寸法精度が良好な薄肉円弧形状お
よび薄肉円筒形状の脂結合型磁石およびそれを製造する
手段を提供する。【構成】外半径が１．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、肉厚
が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ未満の円弧形状樹脂結合型
磁石。外径が３ｍｍ以上１００ｍｍ以下、肉厚が０．１
ｍｍ以上１．０ｍｍ未満の円筒形状樹脂結合型磁石。磁
石組成物を、金型１０５中を磁石組成物の融点以下の温
度に冷却固化しながら通過させ、押出成形することによ
り高い寸法精度、磁気特性を有する磁石を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器などに使用さ
れる小型モーターやアクチュエータに利用される樹脂結
合型磁石及び該樹脂結合型磁石の押出成形を用いた製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来小型ＤＣモーター等に用いられてい
る円弧状磁石としては、焼結フェライト磁石、樹脂結合
型フェライト磁石が主に使用されており、また、円筒状
磁石としては、焼結フェライト磁石、樹脂結合型フェラ
イト磁石の他に焼結希土類磁石、樹脂結合型希土類磁石
も使用されていた。これら磁石の成形で、焼結法は、例
えば特公昭５１−３８９１７号公報に開示されているよ
うに磁性粉末のみを金型中に充填し成形した後該磁性粉
末を焼結するかあるいは、特開昭５６−１２５８１４号
公報あるいは特開昭６３−２０９１０８号公報等に開示
されているように磁性粉末とバインダーからなる混合物
を成形後、この成形体を焼結する方法である。樹脂結合
型磁石の成形には、射出成形法、圧縮成形法、押出成形
法が主に用いられていた。射出成形法は、例えば特公昭
５５−３３１７３号公報あるいは特公昭５８−５３４９
１号公報等に開示されているように磁性粉末と熱可塑性
樹脂からなる磁石原料を十分な流動性が得られる温度ま
で加熱した状態で金型中に充填し、所定の形状に成形す
るものである。また、圧縮成形法は、特公昭５０−１８
５５９号公報あるいは特開平１−３１０５２２号公報等
に開示されているように磁性粉末と熱硬化性樹脂からな
る磁石原料をプレスの金型中に充填し圧縮して成形する
方法である。また、押出成形法は、特開昭６１−１２１
３０７号公報あるいは特開昭６２−２０８６１２号公報
等に開示されているように磁性粉末と熱可塑性樹脂から
なる磁石原料を十分な流動性が得られる温度まで加熱し
た状態で金型を通過させ、その後冷却して所定の形状に
成形するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来技術では、以下のような課題を有している。

【０００４】近年、ＯＡ機器、カメラ、家電製品等の小
型化はますます進んでおり、これら機器に使用されるモ
ーターも小型化が進んでいる。これに伴いモーターに使
用される小型の磁石の需要も増えている。従来の磁石が
有する課題として、円弧形状磁石については、（１）一般に円弧形状磁石は、電機子（ローター）の外
側に界磁用として設置し、巻線を施した内側の電機子を
回転させるという方法で使用される。従来の円弧形状磁
石は、磁石肉厚が１．０ｍｍ以上のもののみで、肉厚
１．０ｍｍ未満の薄肉の磁石がなかった。そのため、モ
ーターを小型化する際、電機子の大きさが小さくなるた
め、モーター特性（トルク等）を維持してモーターを小
型化することが難しい、コイル線の巻線が難しく断線し
易いという課題があった。

【０００５】（２）従来の磁石は磁気特性が低いフェラ
イト磁石が主であり、小型モーター用に磁石を小型化し
て体積を小さくすると必要な磁界強度を得ることが困難
になり、モーター特性が低下してしまうという課題もあ
った。

【０００６】（３）従来の円弧形状磁石の製造方法につ
いても、次のような課題を有している。

【０００７】焼結法で製造した磁石は靱性が低く、割
れ、欠けが生じ易い。そのため、磁石肉厚１．０ｍｍ未
満の磁石では、モーターに組み込む際に割れが生じてし
まいモーターに使用することは困難である。

【０００８】射出成形法ではキャビティーへの磁石原
料の充填が必要であるが、磁性粉末を多量に含んだ磁石
原料を充填させるためには、キャビティーの厚みが１．
０ｍｍ以上必要である。従って磁石肉厚が１．０ｍｍ未
満の磁石は成形ができない。

【０００９】圧縮成形法においても、原料粉末を均一
に型内に充填するためには型のギャップが１．０ｍｍ以
上あることが望ましい。成形パンチの強度面では、円弧
形状のパンチは座屈変形を起こし易いことから、肉厚が
１．０ｍｍ未満の場合パンチの破壊が起こり磁石の成形
は不可能である。従って、圧縮成形法を用いても肉厚
１．０ｍｍ未満の磁石の成形はできない。

【００１０】押出成形法においても、従来の方法では
金型から押し出されたところで冷却するため肉厚１．０
ｍｍ未満の磁石では変形が起こり易く、要求される寸法
精度を満たす磁石を得ることは困難である。

【００１１】肉厚１．０ｍｍ未満の磁石を得る方法と
して、上記射出成形、圧縮成形あるいは押出成形した磁
石を切削加工によって肉厚１．０ｍｍ未満に加工すると
いう方法も考えられる。しかしながらこれら磁石は、切
削加工によって微細な傷が入ること、磁石内部に密度ば
らつきがあり切削加工により低密度な部分が表面に現れ
ることにより機械的強度が弱くなる。そのため、モータ
ーに組み込む際に割れが生じてしまいモーターに使用す
ることは困難である。

【００１２】また、円筒形状磁石については、（１）円筒形状磁石は、円弧形状磁石と同様に電機子
（ローター）の外側に界磁用として設置し、巻線を施し
た内側の電機子を回転させるという方法で使用される場
合と、円筒状のヨークに接着しローターとして使用され
る場合がある。従来の円筒形状磁石も、磁石肉厚が１．
０ｍｍ以上のものが多く、そのため、モーターを小型化
する際、外側の界磁用として使用する場合、電機子の大
きさが小さくなるためモーター特性（トルク等）を維持
してモーターを小型化することが難しい、コイル線の巻
線が難しく断線し易いという課題があった。また、ロー
ターとして使用する場合もローター外径が大きくなるた
め小型化することが難しいという課題があった。

【００１３】（２）磁石肉厚が０．１ｍｍ未満のもので
は、下記に示す理由で磁気特性が低いため、小型モータ
ー用に磁石を小型化して体積を小さくすると必要な磁界
強度を得ることが困難になり、モーター特性が低下して
しまうという課題があった。

【００１４】（３）従来の円筒形状磁石の製造方法につ
いても、円弧形状磁石の製造と同様に以下のような課題
を有している。

【００１５】焼結法で製造した磁石は靱性が低く、割
れ、欠けが生じ易い。そのため、円筒形状で肉厚１．０
ｍｍ未満の磁石を得ることは困難である。

【００１６】射出成形法でも円弧形状磁石の場合と同
様に、磁性粉末を多量に含んだ磁石原料を充填させるた
めにキャビティーの厚みが１．０ｍｍ以上必要であり、
従って磁石肉厚が１．０ｍｍ未満の磁石は成形ができな
い。

【００１７】圧縮成形法においては、原料粉末を均一
に型内に充填するためには型のギャップが１．０ｍｍ以
上あることが望ましい。成形パンチの機械的強度面でも
肉厚が１．０ｍｍ未満の場合、強度不足からパンチの破
壊が起こり易く磁石の成形は困難である。従って、圧縮
成形法を用いても肉厚１．０ｍｍ未満の磁石の成形は難
しい。無理に肉厚１．０ｍｍ未満の磁石を成形する場合
は、加圧力が高くできないため、成形品中の空孔が多く
なり密度が低くなって磁気特性、機械的強度共に低下し
てしまう。

【００１８】円筒形状磁石でも従来の押出成形法で
は、金型から押し出されたところで冷却するため肉厚
１．０ｍｍ未満の磁石では変形が起こり易く、要求され
る寸法精度を満たす磁石を得ることは困難である。

【００１９】肉厚１．０ｍｍ未満の磁石を得る方法と
して、射出成形、圧縮成形あるいは押出成形した磁石を
切削加工によって肉厚１．０ｍｍ未満に加工するという
方法も考えられる。しかしながら、円弧形状磁石の場合
と同様に機械的強度が弱くなるため、モーターに組み込
む際に割れが生じてしまいモーターに使用することは困
難である。

【００２０】そこで本発明は上記のような課題を解決す
るもので、第１の目的は機械的強度に優れた肉厚０．１
ｍｍ以上１．０ｍｍ未満の薄肉の樹脂結合型円弧形状磁
石及び樹脂結合型円筒形状磁石を提供することにある。
第２の目的は磁石組成物の融点以下の温度に金型中にて
冷却固化しながら押出成形することにより前記した磁石
の有効な製造方法を提供することにある。第３の目的
は、磁性粉末に希土類磁性粉末を用いることにより磁気
特性、機械的強度共に優れた肉厚０．１ｍｍ以上１．０
ｍｍ未満の薄肉の樹脂結合型円弧形状磁石、樹脂結合型
円筒形状磁石を提供すること及び、それら磁石の有効な
製造方法を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂結合型磁石
は、組成が磁性粉末および熱可塑性樹脂、または、磁性
粉末、熱可塑性樹脂および添加剤からなり、外半径が
１．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、肉厚が０．１ｍｍ以上
１．０ｍｍ未満の円弧形状磁石で、該磁石の長さをＬ
（ｍｍ）、圧壊荷重をＰ（Ｎ）としたとき下記の式にて
定める圧壊強さＫが２Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴と
する。

【００２２】Ｋ＝Ｐ／Ｌまた、組成が磁性粉末および熱可塑性樹脂、または、磁
性粉末、熱可塑性樹脂および添加剤からなり、外径がφ
２ｍｍ以上φ１００ｍｍ以下、肉厚が０．１ｍｍ以上
１．０ｍｍ未満の円筒形状磁石で、該磁石の長さをＬ
（ｍｍ）、圧壊荷重をＰ（Ｎ）としたとき下記の式にて
定める圧壊強さＫが１Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴と
する。

【００２３】Ｋ＝Ｐ／Ｌまた、本発明の樹脂結合型磁石の製造方法は、磁性粉末
および熱可塑性樹脂、または、磁性粉末、熱可塑性樹脂
および添加剤からなる磁石組成物を、該磁石組成物の融
点以下の温度に金型中にて冷却固化しながら押出成形す
ることを特徴とする。

【００２４】また、前記磁性粉末が、希土類元素（ただ
しイットリウム（Ｙ）を含む）とコバルトを主体とする
遷移金属からなる希土類磁性粉末、希土類元素と鉄を主
体とする遷移金属およびほう素からなる希土類磁性粉末
あるいは希土類元素と鉄を主体とする遷移金属および窒
素からなる希土類磁性粉末であることを特徴とする。

【００２５】

【作用】本発明の薄肉円弧形状及び円筒形状の樹脂結合
型磁石を用いることにより、小型で高特性なモーターや
アクチュエーターを作製することが可能となる。また、
本発明の製造方法を用いることにより、該薄肉円弧形
状、円筒形状の樹脂結合型磁石を製造することが可能で
ある。

【００２６】本発明において、円弧形状磁石の外半径を
１．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下としたのは、外半径が５０
ｍｍよりも大きい場合、成形体が大径、薄肉のため変形
し易く、一般に要求される寸法精度（外径寸法公差で±
０．０５ｍｍ以内）を満足する磁石を製造することが困
難なためである。また、外半径１．５ｍｍ未満の場合、
金型加工が難しく寸法精度の高い金型を作製することが
困難で、そのため成形された磁石の寸法精度が低くなっ
てしまうためである。また、円筒形状磁石の外径をφ２
ｍｍ以上φ１００ｍｍ以下としたのは、外径が１００ｍ
ｍよりも大きい場合、成形体が大径、薄肉のため変形し
易く、一般に要求される寸法精度（外径寸法公差で±
０．０５ｍｍ以内）を満足する磁石を製造することが困
難になるためである。また、外径がφ２ｍｍ未満の場
合、金型そのものの作製が困難で磁石成形ができないた
めである。

【００２７】本発明において、磁石肉厚を０．１ｍｍ以
上１．０ｍｍ未満としたのは、肉厚０．１ｍｍ未満の薄
肉にすると、磁性粉末を高体積率含んだ磁石であるため
十分な機械的強度が得られず、組み込み時に割れる等の
問題が発生し実用が困難になるためである。また、肉厚
１．０ｍｍ以上になると、例えばモーターの電機子の小
型化ができないといった問題があり、もはや薄肉磁石と
しての効果が小さくなるためである。

【００２８】本発明において、機械的強度は円弧形状磁
石、円筒形状磁石共に、Ｋ＝Ｐ／Ｌなる式で示される値を用いた。円弧形状磁石、円筒形状
磁石の機械的強度は公的規格では定められていないた
め、単位長さ当たりの圧壊荷重の値を圧壊強さとして用
いた。実用上は本値を用いて十分評価できる。本発明に
おいて、円弧形状磁石の圧壊強さを２Ｎ／ｍｍ以上、円
筒形状磁石の圧環強さを１Ｎ／ｍｍ以上としたのは、こ
の値未満の機械的強度では、通常の取扱い時あるいはモ
ーターへの組み込み時に磁石が破損し易く、また、モー
ター完成体としたとき、落下試験等の衝撃試験において
磁石の破損によるモーターの動作不良を起こし易いため
である。

【００２９】本発明の樹脂結合型磁石の製造方法は、流
動状態の磁石原料をスクリューまたはプランジャーを使
って金型中に送り込み、注入された磁石組成物を金型中
を冷却しながら通過させ金型外に押し出し成形する。そ
の際、金型中にて前記磁石組成物の融点以下の温度に冷
却固化しながら押出成形することにより、円弧形状、円
筒形状共に密度が均一で高い寸法精度を有する磁石を成
形することができる。ここで温度を磁石組成物の融点以
下としたのは、温度が融点より高いと、成形体がまだ軟
らかい状態で金型から押し出され型外で容易に変形して
しまい、寸法精度が低下してしまうからである。また、
異方性を有する磁性粉末を用いる場合、成形時金型内に
磁場を印加し磁石組成物中の磁性粉末を配向させ異方性
磁石を製造することもできる。この場合も、金型中にて
前記磁石組成物の融点以下の温度に冷却固化しながら押
出成形することにより、磁気特性の高い磁石を成形する
ことができる。ここでも温度を磁石組成物の融点以下と
したのは、温度が融点より高いと、成形体がまだ軟らか
い状態で金型から押し出され、型外で磁性粉末の配向が
乱れ磁気特性が低下してしまうためである。

【００３０】本発明に使用する磁性粉末としてはフェラ
イト粉末や希土類磁性粉末などがあるが、磁気特性の高
い希土類磁性粉末が望ましい。

【００３１】本発明に利用できる樹脂は、熱可塑性樹脂
で例えばポリアミド、ポリフェニレンサルファイド（Ｐ
ＰＳ）等のプラスチック、塩素化ポリエチレンなどのエ
ラストマー、合成ゴムなどがある。添加剤としては、金
属石けん（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム
など）、ワックス等の滑剤や酸化防止剤などを用いるこ
とができる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明について実施例に基づき詳細に
説明する。

【００３３】図１は本発明の円弧形状の樹脂結合型磁石
の１実施例を示している。図１でＲが外半径、Ｔが肉
厚、Ｌが長さである。また、図２は本発明の円筒形状の
樹脂結合型磁石の１実施例を示している。図２でＤが外
径、Ｔが肉厚、Ｌが長さである。

【００３４】図３は本発明の樹脂結合型磁石の製造工程
の１実施例を示している。磁性粉末と樹脂と必要ならば
添加剤を所望の混合比に秤量、混合した後に、２軸押出
機等の混練機で樹脂が溶融する温度以上に加熱して混練
し、コンパウンドを作製する。このコンパウンドを成形
機に投入し易い大きさに粉砕し押出成形機に投入する。
投入した磁石組成物を押出成形機のシリンダー内で再び
加熱し、流動状態としてスクリューまたはプランジャー
にて押出機に接続された金型中に送り込む。等方性磁石
を成形する場合は、磁場を印加せずに磁石組成物を冷却
固化しながら金型から押し出す。異方性磁石を成形する
場合は、金型内に注入された磁石組成物を、磁場を印加
した金型中を通過させることで、原料中の磁性粉末の磁
化容易軸を磁場方向に配向して成形し、冷却固化し、磁
石成形体として金型から押し出す。押し出された磁石成
形体を引き取り、適当な長さに切断する。このようにし
て樹脂結合型磁石を製造する。

【００３５】上記の製造工程のうち押出成形工程の１実
施例について、図４に基づいて説明する。図４は円弧形
状磁石の製造装置の１実施例を示している。押出成形機
は、材料投入部であるホッパー１０１、シリンダ１０
２、スクリュー１０３、シリンダ部に金型を取り付ける
ためのアダプタープレート１０４、金型１０５およびス
クリュー駆動用モータ（図には記入していない）から成
っている。金型内に磁場を印加する場合は、電磁コイル
１１０、ポールピース１１１を金型を挟むように外側に
配置した構成とする。この押出成形機に粉砕した原料コ
ンパウンド１１２を投入する。この原料コンパウンドを
シリンダ１０２内にてヒーター１０６により加熱し、流
動状態として金型１０５内を通過させる。この際、金型
温度をヒーター１０８、冷却板１０９により調節し、磁
石成形体を金型から冷却固化しながら押し出す。冷却板
１０９は空気あるいは冷却水といった冷媒によって冷却
する。あるいは冷却を冷却板によらず、直接成形体に空
気あるいは冷却水を吹き付けて行っても良い。

【００３６】円筒形状磁石を製造する場合は、図５に示
すように金型を円筒形状磁石成形用のものに変更するこ
とにより製造可能である。製造方法は上記円弧形状磁石
の製造方法と同様であり、金型温度をヒーター２０８、
冷却板２０９により調節し、磁石成形体を金型２０５か
ら冷却固化しながら押し出す。

【００３７】以下、さらに詳細な実施例を示す。

【００３８】（実施例１）組成がＳｍ（Ｃｏ_0.672Ｃｕ
_0.08Ｆｅ_0.22Ｚｒ_0.028）_8.35となるように原料を溶
解、鋳造後、できたインゴットを熱処理して磁気的に硬
化させ、その後該インゴットを粉砕して平均粒径が１５
μｍの磁性粉末を得た。この粉末を粉末Ａとする。ま
た、他の種類の粉末として、Ｎｄ₁₄（Ｆｅ_0.95Ｃ
ｏ_0.05）_80.5Ｂ_5.5 の組成となるように原料を溶解、鋳
造し、得られたインゴットから急冷薄帯製造装置を用
い、アルゴンガス雰囲気中で急冷薄帯を作製した。この
急冷薄帯を粉砕し、平均粒径２０μｍの磁石粉末を得
た。この粉末を粉末Ｂとする。また、他の種類の粉末と
して、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇の組成となるように原料を溶解、鋳
造し、得られたインゴットを粗粉砕した。この粉末を窒
素中にて４６０℃で窒化処理を行い、その後さらに粉砕
して平均粒径２０μｍの磁石粉末を得た。この粉末を粉
末Ｃとする。

【００３９】粉末ＡとＰＰＳの粉末およびステアリン酸
亜鉛粉末を、それぞれの比率が９０重量％、９．９重量
％および０．１重量％となるように混合した。また、粉
末Ｂとナイロン１２粉末およびステアリン酸亜鉛粉末、
ヒドラジン系酸化防止剤をそれぞれの比率が９５重量
％、４．９重量％、０．０５重量％、０．０５重量％と
なるように混合した。また、粉末Ｃとポリプロピレンの
粉末およびステアリン酸カルシウム粉末を、それぞれの
比率が９２重量％、７．９重量％および０．１重量％と
なるように混合した。これらの混合物を２軸押出混練機
にて、ＰＰＳを使用したものは３４０℃、ナイロン１
２、ポリプロピレンを使用したものは２６０℃で混練し
た。この混練物を外径が１〜１０ｍｍの粒となるように
粉砕して原料コンパウンドとした。粉末Ａを使用したも
のをコンパウンド１、粉末Ｂを使用したものをコンパウ
ンド２、粉末Ｃを使用したものをコンパウンド３とす
る。それぞれのコンパウンドの融点は、コンパウンド１
が２９０℃、コンパウンド２が１７５℃、コンパウンド
３が１６５℃であった。このコンパウンドを用い、図４
に示した押出成形機および金型を使用して外半径４．５
ｍｍ、肉厚０．５ｍｍの円弧状磁石および外半径２５ｍ
ｍ、肉厚０．９ｍｍの円弧状磁石を成形した。コンパウ
ンド１および３の成形時には、金型中に１５ｋＯｅの磁
場を印加し異方性磁石を成形した。コンパウンド２の成
形では磁場を印加せず等方性磁石を成形した。この際、
金型出口にて成形品の温度を測定し、成形品温度と成形
品の磁気特性、寸法精度（外半径ばらつき）との関係を
調べた。測定結果を表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】一般的に円弧形状の樹脂結合型磁石に要求
される寸法精度は、例えば外半径公差では±０．０５ｍ
ｍ以下である。表１から明らかなように、磁石組成物の
融点以下の温度に冷却固化して成形品を押出成形するこ
とにより、良好な寸法精度を有する薄肉円弧形状磁石を
製造することが可能である。また、この方法を用いるこ
とにより良好な磁気特性を有する薄肉円弧形状磁石を製
造することも可能である。

【００４２】（実施例２）実施例１と同じコンパウンド
１、２、３を使用し同じ成形方法にて寸法を変えた円弧
形状磁石を作製し、寸法精度（外半径ばらつき）と機械
的強度（圧壊強さ）を測定した。圧壊強さは、長さ１０
ｍｍに切断した円弧形状磁石を図６に示すように置き上
方より圧壊荷重Ｐ（Ｎ）を加え、磁石が破壊したときの
荷重を磁石長さで除した値を用いた。結果を表２に示
す。

【００４３】

【表２】

【００４４】表２から明らかなように、外半径が１．５
ｍｍ未満あるいは５０ｍｍより大きくなると良好な寸法
精度が得られない。また、肉厚が０．１ｍｍ未満である
と圧壊強さが急激に低下してしまい実用に不適である。
外半径１．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、肉厚０．１ｍｍ以
上では、良好な寸法精度、機械的強度を有している。（実施例３）実施例２においてコンパウンド２を使用し
て作製した円弧形状磁石を用い、機械的強度（圧壊強
さ）とモーター組み込み時の不良率について調査した。
不良率はモーター３００台組み込み時の不良の発生率を
示している。結果を表３に示す。

【００４５】

【表３】

【００４６】表３から明らかなように、圧壊強さ２Ｎ／
ｍｍ未満であると急激にモーター組み込み時の不良率が
増加してしまう。これは、機械的強度が小さいため取扱
い時の磁石の破損が増大したことが原因である。圧壊強
さが２Ｎ／ｍｍ以上であれば不良率は小さく実用上問題
がない。

【００４７】（実施例４）実施例２と同様に実施例１と
同じコンパウンド１、２、３を使用し同じ成形方法に
て、内半径４．６ｍｍで肉厚を変えた円弧形状磁石を作
製した。これを外径φ１２ｍｍのＤＣモーターのケース
に装着し、磁束量を測定した。測定は、電機子にコイル
線を１０回巻回したものに発生する起電力から磁束量を
測定する方法で行った。磁石肉厚と磁束量の関係の測定
結果を図７に示す。比較例として、肉厚１．１ｍｍの焼
結フェライト磁石の結果も合わせて示した。

【００４８】モーター特性（トルク値）は発生する磁束
量に比例することが知られている。図７から明らかなよ
うに、肉厚０．１ｍｍ以上の円弧形状磁石を用いること
により従来のものと比較しても十分高い特性のモーター
を作製することが可能である。

【００４９】（実施例５）実施例１と同じコンパウンド
１、２、３を使用し、図３に示した押出成形機および金
型を使用して外径５．０ｍｍ、肉厚０．１ｍｍの円筒状
磁石、外径５０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍの円筒状磁石及び
外径８０ｍｍ、肉厚０．９ｍｍの円筒状磁石を成形し
た。コンパウンド１および３の成形時には、金型中に１
３ｋＯｅの放射状の磁場を印加し異方性磁石を成形し
た。コンパウンド２の成形では磁場を印加せず等方性磁
石を成形した。この際、金型出口にて成形品の温度を測
定し、成形品温度と成形品の磁気特性、寸法精度（外径
ばらつき）との関係を調べた。測定結果を表４に示す。

【００５０】

【表４】

【００５１】一般に円筒形状の樹脂結合型磁石に要求さ
れる寸法精度は、例えば外径公差で±０．０５ｍｍ以下
である。表４から明らかなように、磁石組成物の融点以
下の温度に冷却固化して成形品を押出成形することによ
り、良好な寸法精度を有する薄肉円筒形状磁石を製造す
ることが可能である。また、この方法を用いることによ
り良好な磁気特性を有する薄肉円筒形状磁石を製造する
ことも可能である。

【００５２】（実施例６）実施例４と同じコンパウンド
１、２、３を使用し同じ成形方法にて寸法を変えた円筒
形状磁石を作製し、寸法精度（外径ばらつき）と機械的
強度（圧壊強さ）を測定した。圧壊強さは、所定の長さ
に切断した円筒形状磁石を図８に示すように置き上方よ
り圧壊荷重Ｐ（Ｎ）を加え、磁石が破壊したときの荷重
を磁石長さ（Ｌ）にて除した値を用いた。結果を表５に
示す。

【００５３】

【表５】

【００５４】表５から明らかなように、外径が１００ｍ
ｍより大きくなると良好な寸法精度が得られない。ま
た、外径２ｍｍ未満では金型製造が困難となり成形が困
難である。さらに肉厚が０．１ｍｍ未満であると圧壊強
さが急激に低下してしまい実用に不適である。外径２ｍ
ｍ以上１００ｍｍ以下、肉厚０．１ｍｍ以上では、良好
な寸法精度、機械的強度を有している。

【００５５】（実施例７）実施例６において作製した円
筒形状磁石をローターとしてモーターに組み込み、モー
ター落下試験の不良率と機械的強度（圧壊強さ）との関
係について調査した。不良率はモーター５０台の落下試
験による不良の発生率を示している。結果を表６に示
す。

【００５６】

【表６】

【００５７】表６から明らかなように、圧壊強さ１Ｎ／
ｍｍ未満であると急激にモーター不良率が増加してしま
う。これは、磁石の機械的強度が小さいため落下試験に
よる衝撃で磁石が破損し、そのためモーターの不良が増
大したからである。圧壊強さが１Ｎ／ｍｍ以上であれば
不良率は小さく実用上問題がない。

【００５８】（実施例８）実施例６と同様にコンパウン
ド１、２、３を使用し同じ成形方法にて、外径２４ｍｍ
で肉厚を変えた円筒形状磁石を作製した。これをロータ
ーに装着し、２４極に着磁して表面磁束密度を測定し
た。磁石肉厚と表面磁束密度の関係を図９に示す。比較
例として、肉厚２ｍｍの焼結フェライト磁石の結果も合
わせて示した。

【００５９】モーター特性（トルク値）は表面磁束密度
に比例することが知られている。図９から明らかなよう
に、肉厚０．１ｍｍ以上の円筒形状磁石を用いることに
より従来のものと比較しても十分高い特性のモーターを
作製することが可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上述べたように本発明の円弧形状ある
いは円筒形状の樹脂結合型磁石を用いることにより、従
来に比べ非常に小型なモーター、アクチュエーターを作
製することが可能となるという優れた効果を有する。ま
た、本発明の製造方法を用いることにより、従来製造が
できなかった、磁気特性が高く寸法精度が良好な上記薄
肉円弧形状磁石及び円筒形状磁石を製造することができ
るという効果も有する。そのため、ＯＡ機器、民生機器
等の小型軽量化、ひいては省資源化に大いに効果を発揮
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の円弧状樹脂結合型磁石の１実施例を
示す図。

【図２】本発明の円筒状樹脂結合型磁石の１実施例を
示す図。

【図３】本発明の実施例における樹脂結合型磁石の製
造工程を示す図。

【図４】本発明の実施例における円弧状樹脂結合型磁
石の押出成形装置を示す図。

【図５】本発明の実施例における円筒状樹脂結合型磁
石の押出成形装置を示す図。

【図６】本発明の実施例における円弧形状磁石の圧壊
強さ測定の荷重負荷方向を示す図。

【図７】本発明の実施例における円弧形状磁石肉厚と
磁束量との関係を示す図。

【図８】本発明の実施例における円筒形状磁石の圧壊
強さ測定の荷重負荷方向を示す図。

【図９】本発明の実施例における円筒形状磁石肉厚と
表面磁束密度との関係を示す図。

【符号の説明】

１０１，２０１ホッパー１０２，２０２シリンダ１０３，２０３スクリュー１０４，２０４アダプタープレート１０５，２０５金型１０６，２０６ヒーター１０７，２０７ヒーター１０８，２０８ヒーター１０９，２０９冷却板１１０，２１０電磁コイル１１１ポールピース１１２，２１１原料コンパウンド１１３，２１２磁石成形品Ｐ圧壊荷重Ｒ磁石外半径Ｄ磁石外径Ｔ磁石肉厚Ｌ磁石長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｈ０１Ｆ 7/02 Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】組成が磁性粉末および熱可塑性樹脂、ま
たは、磁性粉末、熱可塑性樹脂および添加剤からなり、
外半径が１．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、肉厚が０．１ｍ
ｍ以上１．０ｍｍ未満の円弧形状磁石で、該磁石の長さ
をＬ（ｍｍ）、圧壊荷重をＰ（Ｎ）としたとき下記の式
にて定める圧壊強さＫが２Ｎ／ｍｍ以上であることを特
徴とする樹脂結合型磁石。Ｋ＝Ｐ／Ｌ
【請求項２】組成が磁性粉末および熱可塑性樹脂、ま
たは、磁性粉末、熱可塑性樹脂および添加剤からなり、
外径がφ２ｍｍ以上φ１００ｍｍ以下、肉厚が０．１ｍ
ｍ以上１．０ｍｍ未満の円筒形状磁石で、該磁石の長さ
をＬ（ｍｍ）、圧壊荷重をＰ（Ｎ）としたとき下記の式
にて定める圧壊強さＫが１Ｎ／ｍｍ以上であることを特
徴とする樹脂結合型磁石。Ｋ＝Ｐ／Ｌ
【請求項３】磁性粉末および熱可塑性樹脂、または、
磁性粉末、熱可塑性樹脂および添加剤からなる磁石組成
物を、該磁石組成物の融点以下の温度に金型中にて冷却
固化しながら押出成形することを特徴とする請求項１及
び２記載の樹脂結合型磁石の製造方法。
【請求項４】前記磁性粉末が、希土類元素（ただしイ
ットリウム（Ｙ）を含む）とコバルトを主体とする遷移
金属からなる希土類磁性粉末、希土類元素と鉄を主体と
する遷移金属およびほう素からなる希土類磁性粉末ある
いは希土類元素と鉄を主体とする遷移金属および窒素か
らなる希土類磁性粉末であることを特徴とする請求項１
及び２記載の樹脂結合型磁石。
【請求項５】前記磁性粉末が、希土類元素（ただしイ
ットリウム（Ｙ）を含む）とコバルトを主体とする遷移
金属からなる希土類磁性粉末、希土類元素と鉄を主体と
する遷移金属およびほう素からなる希土類磁性粉末ある
いは希土類元素と鉄を主体とする遷移金属および窒素か
らなる希土類磁性粉末であることを特徴とする請求項３
記載の樹脂結合型磁石の製造方法。