(57)【要約】      （修正有）【課題】一般的な磁気粉末を使用することを前提とし、磁気充填量を向上させ、高性能のボンド磁石を製造することを可能としたボンド磁石の成形方法を提供する。【解決手段】成形型装置Ｈは、空洞部Ｈ１と、導入部Ｈ３と、磁気粉末１０２を配向させる配向用磁束発生部Ｈ２とを備えて構成されており、成形母材１１が流動性を保持可能な温度に設定維持した成形型装置Ｈの空洞部Ｈ１へ、成形母材１１を導入し、配向用磁束発生部Ｈ２より発生される磁界により磁気粉末１０２を配向させる流入配向工程と、空洞部Ｈ１へ流入された成形母材１１を加圧する加圧部材Ｈ４を挿入し、流出母材Ｒ１を、導入部Ｈ４側へと空洞部Ｈ１より流出させて、成形母材１１を、磁気粉末１０２の密度が低い流出母材Ｒ１と磁気粉末１０２の密度が高い本体母材Ｒ２とに分割する成形母材加圧工程と、成形型装置Ｈの温度を成形母材１１の硬化温度まで変化させる成形母材硬化工程とを備える。【選択図】図１
2015177102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気粉末と樹脂を混練して形成される流動性を有する成形母材を成形型装置へ流入してボンド磁石を形成する方法であって、
前記成形型装置は、所望の前記ボンド磁石の外形形状と整合するように形成された空間である空洞部と、前記成形母材が前記空洞部へと導入される導入部と、前記空洞部に導入された前記成形母材に含有される前記磁気粉末を配向させる配向用磁束発生部と、を備えて構成されており、
前記成形母材が流動性を保持可能な温度に設定維持した前記成形型装置の前記空洞部へ、前記成形母材を前記導入口より導入し、前記配向用磁束発生部より発生される磁界により前記磁気粉末を配向させる流入配向工程と、
前記空洞部へ流入された前記成形母材を加圧する加圧部材を挿入し、前記成形母材の一部である流出母材を、前記導入部側へと前記空洞部より流出させて、前記成形母材を、前記磁気粉末の密度が低い前記流出母材と前記磁気粉末の密度が高い本体母材とに分割する成形母材加圧工程と、
前記成形型装置の温度を前記成形母材の硬化温度まで変化させる成形母材硬化工程と、を備えることを特徴とするボンド磁石の成形方法。
【請求項２】
前記樹脂は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のボンド磁石の成形方法。
【請求項３】
前記成形型装置において、前記配向用磁束発生部が配置される近傍部は、非磁性部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のボンド磁石の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石の中で、特に、磁気粉末と樹脂バインダーを固化成形することにより得られるボンド磁石の成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば、モータなどでは、界磁を形成するために、固定子やロータに磁石等が固定されている。
このような磁石としては、磁気粉末を焼結して製造する焼結磁石や、磁気粉末と樹脂を混練し成形（射出成形、圧縮成形等）したボンド磁石等が使用されるが、その形状自由度、成形性の良さ、精度向上の容易さ、耐久性等の理由から、ボンド磁石が使用されることも多い。
つまり、ボンド磁石は、一般の樹脂成形と同様の製造方法で形成することが可能であるため、形状任意性に優れ、例えば、モータの界磁として使用する際には、積層コア等の磁路部品と一体成形ができる。
これにより、工程削減等による製造コストの削減に寄与することとなる。
【０００３】
しかしながら、ボンド磁石はバインダーとして樹脂が使用されるため、焼成磁石に比して、磁気粉末の含有率が少なくなり、磁力が弱くなる慮がある。
このように磁力が弱くなった結果、モータの大型化、モータ部品の材料費の高騰が懸念され、よって、軽量化及び小型化が求められている昨今のモータへボンド磁石を適用することは困難であった。
【０００４】
この様な状況下、ボンド磁石の磁気粉末充填率には限界があり、磁束を増やすことは困難であるが、このような問題を解消し、限られた磁気粉末充填量で磁束を増加させる手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１には、プラスチックボンデッド磁石に関する技術を開示されている。
この方法においては、限られた磁気粉末充填量で磁束密度を増加させるべく、フェライト結晶の径に対する結晶軸（Ｃ軸）のアスペクト比を変化させた磁気粉末を用いている。
これによって、磁束密度を増加させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０３−２９２７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、特許文献１に記載されたような方法で磁石を成形すると、確かに磁束密度は向上するが、このような磁気粉末のコストは高く、磁石自体のコストが高騰するという問題があった。
また、ボンド磁石の成形時に金型内に磁場をかけ、磁気粉末の向きをそろえることによより、（所謂「磁気配向成形」である）ボンド磁石の性能を向上させる方法が一般的に知られてはいるが、磁気粉末の充填量が多くなると、成形時に磁気粉末が動けず（高密度となるため）、磁気粉末の向きがそろいづらいという問題点があった。
更に、このような問題を解消するために、ネオジム磁気粉末やサマリウム磁気粉末といった磁気粉末を使用したレアアースボンド磁石が使用されることも多いが、このようなレアアースはコストも高く、入手困難性も問題となる。
【０００８】
本発明の目的は、上記各問題点を解決することにあり、一般的な磁気粉末を使用することを前提とし、磁気充填量を向上させ、高性能のボンド磁石を製造することを可能としたボンド磁石の成形方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、本発明に係るボンド磁石の成形方法によれば、磁気粉末と樹脂を混練して形成される流動性を有する成形母材を成形型装置へ流入してボンド磁石を形成する方法であって、前記成形型装置は、所望の前記ボンド磁石の外形形状と整合するように形成された空間である空洞部と、前記成形母材が前記空洞部へと導入される導入部と、前記空洞部に導入された前記成形母材に含有される前記磁気粉末を配向させる配向用磁束発生部と、を備えて構成されており、前記成形母材が流動性を保持可能な温度に設定維持した前記成形型装置の前記空洞部へ、前記成形母材を前記導入口より導入し、前記配向用磁束発生部より発生される磁界により前記磁気粉末を配向させる流入配向工程と、前記空洞部へ流入された前記成形母材を加圧する加圧部材を挿入し、前記成形母材の一部である流出母材を、前記導入部側へと前記空洞部より流出させて、前記成形母材を、前記磁気粉末の密度が低い前記流出母材と前記磁気粉末の密度が高い本体母材とに分割する成形母材加圧工程と、前記成形型装置の温度を前記成形母材の硬化温度まで変化させる成形母材硬化工程と、を備えることにより解決される。
【００１０】
このように構成されていることにより、本発明においては、成形母材加圧工程において、磁気粉末の密度が低い流出母材部分を流出させることができ、このため、空洞部に配設されている本体母材における磁気粉末濃度が高くなる。
つまり、空洞部には、配向用の磁界が発生しているため、当該部分に滞留している成形部材である本体母材部分には磁界により磁気粉末が集合し密度が高くなる一方、磁界から離れるように流出する成形母材である流出母材では磁気粉末密度が低くなる。
換言すれば、流出母材から磁界に引かれて移動した磁気粉末により、本体母材の磁気粉末密度が高くなる。
これにより、磁気粉末の充填量が高く配向方向が整った高品質のボンド磁石を成形することができる。
なお、このときの加圧部材の加圧力は、従来の成形時の加圧力に比して小さい方が好ましい。このように、低い加圧力でマイルドに加圧することによって、本体母材部分への磁気粉末の移動量を多く確保することができる。
【００１１】
また、請求項１に記載のボンド磁石の成形方法において、前記樹脂は、熱硬化性樹脂であるように構成されていると好適である。
このように、樹脂として熱硬化性樹脂を使用することにより、樹脂を硬化させるための時間が熱可塑性樹脂に比して早くなる。
また、モータ等の用途で、本発明に係るボンド磁石を採用する場合には、特に好適である。
つまり、一般に、モータ等に機器においては、モータの駆動時間に伴ってモータの温度が高くなるが、熱硬化性樹脂が使用されていると、当該高温状態においてもより高い耐性を有することになるため好適である。
【００１２】
更に、前記成形型装置において、前記配向用磁束発生部が配置される近傍部は、非磁性部材であると、配向用磁束発生部の磁束が、成形型装置の空洞部内の成形母材（本体母材）の着磁に寄与しない方向に作用することを抑制することができるため好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、磁気充填量を向上させるとともに配向方向が整った高性能のボンド磁石を製造することができる。
本発明では、成形型装置の温度、選択する樹脂、加圧力等を調整することにより、ボンド磁石の磁気粉末密度を高めることができるため、特別な磁気粉末を使用することなく、一般的な磁気粉末を使用して、高性能のボンド磁石を製造することができる。
これにより、モータの小型化及び軽量化を実現することが可能となるとともに、製造コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るボンド磁石の成形工程を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るボンド磁石の成形固定での各パラメータ値を示すチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係るボンド磁石の成形工程を示すフローチャートである。
【図４】図１のＸ部拡大説明図である。
【図５】従来例に係るボンド磁石の成形工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本実施形態は、一般的な磁気粉末を使用して、高性能のボンド磁石を製造することを可能とするボンド磁石の成形工程に関するものである。
【００１６】
図１乃至図４は、本発明の一実施形態を示すものであり、図１はボンド磁石の成形工程を示す説明図、図２はボンド磁石の成形固定での各パラメータ値を示すチャート、図３はボンド磁石の成形工程を示すフローチャート、図４は図１のＸ部拡大説明図である。
なお、図５には、従来例に係るボンド磁石の成形工程を示す説明図を示した。
【００１７】
図１乃至図３により、本実施形態に係るボンド磁石１の製造工程の一例について説明する。
本実施形態に係るボンド磁石１は、バインダーとなる熱硬化性樹脂１０１に磁気粉末１０２を混練した成形母材１１を圧縮成形することにより作成される。
熱硬化性樹脂１０１としては、例えば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂が使用されている。
磁気粉末１０２としては、例えば、Ｂａフェライト系粉末やＳｒフェライト系粉末が使用されている。
このような磁気粉末１０２と熱硬化性樹脂１０１を混練した成形母材１１が、成形型装置ＨのキャビティＨ１（「空洞部」に相当）に導入口Ｈ３から導入され、圧縮成形が施されることにより、ボンド磁石１が形成される。
【００１８】
また、成形型装置Ｈには、キャビティＨ１内の成形母材１１を加圧するための加圧部材Ｈ４が備えられている。
なお、本実施形態においては、ボンド磁石１は異方性ボンド磁石である。
つまり、成形型装置Ｈには、配向用磁束発生部Ｈ２が備えられており、この配向用磁束発生部Ｈ２によりキャビティＨ１内に一定方向の磁界を形成することが可能となっている。
これにより、磁気粉末１０２は磁界の向きである方向に配向され、より強い磁力を獲得することができる。
また、配向用磁束発生部Ｈ２が配置される近傍部は、非磁性部材で構成されるとよい。
このように構成することによって、配向用磁束発生部Ｈ２の磁束が、キャビティＨ１内の成形母材の着磁に寄与しない方向に作用することを有効に防止することができる。
【００１９】
図２及び図３により、成形工程を説明する。
図３に示すように、ステップＳ１において成形型装置Ｈを調温する。
このときの成形型装置Ｈの温度は、使用される熱硬化性樹脂１０１の融点となる温度付近とする。
次いで、ステップＳ２において、成形母材１１を成形型装置ＨのキャビティＨ１に導入する。
次いで、ステップＳ３において、成形母材１１を加圧部材Ｈ４により加圧する。
このとき、加圧力は、図２（ｂ）に示すように、従来例よりも低く維持する。
【００２０】
このステップＳ３で生じている事象について説明する。
図４に示すように、ステップＳ２では、成形型装置Ｈが熱硬化樹脂１０１の融点付近に調整されているため、熱硬化性樹脂１０１の粘度は低いままである（図２（ｃ）参照）。
そして、このとき、配向用磁束発生部Ｈ２により配向用磁界がキャビティＨ１内に発生しているため、キャビティＨ１内には、磁気粉末１０２の密度が高くなる。
この状態で、低い加圧力で圧力を加えると、キャビティＨ１外部に成形母材１１が流出するが、前述のように、配向用磁界により磁気粉末１０２がキャビティＨ１内部にとどまるため（密度が高くなっているため）、この流出した成形母材１１（以下、単に「流出母材Ｒ１」と記す）の磁気粉末密度は極めて低いものとなっている。
【００２１】
換言すると、図４に示すように、キャビティＨ１内の成形母材１１（ボンド磁石１となる部分：以下、単に「本体母材Ｒ２」と記す）の磁気粉末１０２密度は、流出母材Ｒ１（バリとなる部分）よりもはるかに高くなる。
よって、磁力の高いボンド磁石１を形成することが可能となる。
【００２２】
次いで、工程（図３）にもどり、ステップＳ４で所定の加圧時間が経過したか否かを判定する。所定の加圧時間が経過していなければ（ステップＳ４：Ｎｏ）、ステップＳ４に戻り、所定の時間が経過すれば（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５に進み、成形型装置を加温する。
つまり、ステップＳ４ではタイマを監視しており、このタイマがアップすると、ステップＳ５に進むように構成されている。
ステップＳ５の開始地点は、図２（ａ）の点Ｐ１であり、ここから、成形型装置Ｈの温度を所定の硬化温度に上昇させる。
【００２３】
次いで、ステップＳ６により、成形型装置Ｈが所定の硬化温度に到達したか否かを判定する。
所定の硬化温度に達していなければ（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ６に戻り、所定の硬化温度に到達していれば（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ７に進み、成形型装置Ｈの温度を所定の硬化温度に保持する。これは、図２（ａ）の点Ｐ２の地点である。
つまり、ステップＳ６では温度を監視しており、この温度が数秒間所定温度であることを感知すると、ステップＳ７に進むように構成されている。
【００２４】
次いで、ステップＳ８で、所定の硬化時間が経過したか否かを判定する。
所定の硬化時間が経過していなければ（ステップＳ８：Ｎｏ）、ステップＳ８に戻り、所定の時間が経過すれば（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、ステップＳ９に進み、離型して処理を終了する。
つまり、ステップＳ８ではタイマを監視しており、このタイマがアップすると、ステップＳ９に進むように構成されている。
【００２５】
以上のように製造を行うことにより、流出母材Ｒ１が固化されて形成されるバリＲ１´部分（取り除かれる部分である）には、磁気粉末１０２の密度は極めて低く、この結果、本体母材Ｒ２が固化されて形成されるボンド磁石１の磁気粉末１０２の密度は極めて高くなる。
よって、高い磁力を有するボンド磁石１を形成することができる。
【００２６】
なお、図５及び図２の点線にて従来例を対比のために示した。
従来の技術では、成形型装置Ｈ温度を固化温度付近に上げて成形母材１１を投入し、高圧力をかけて形成を行っていた。
このため、成形母材１１内の磁気粉末１０２濃度はほぼ均等であり、よって、ボンド磁石１００内の磁気粉末１０２濃度は、上記例におけるボンド磁石１に比して低くなる。
つまり、上記例においては、流出母材Ｒ１部分に含有される磁気粉末１０２量を大きく減少させ、その減少分を本体母材Ｒ２内に移行させて本体母材Ｒ２内の磁気粉末１０２濃度を高めている。
よって、上記例では、従来例に比して、磁気粉末１０２濃度の高いボンド磁石１を形成することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１，１００・・ボンド磁石、１１・・成形母材、１０１・・熱硬化性樹脂、
１０２・・磁気粉末、
Ｈ・・成形型装置、
Ｈ１・・キャビティ（空洞部）、Ｈ２・・配向用磁束発生部、Ｈ３・・導入口、
Ｈ４・・加圧部材、
Ｒ１・・流出母材、Ｒ２・・本体母材、Ｒ１´・・バリ
【図１】
2015177102.tif 000003
【図２】
2015177102.tif 000004
【図３】
2015177102.tif 000005
【図４】
2015177102.tif 000006
【図５】
2015177102.tif 000007