(57)【要約】【課題】安価で安全性に優れたトルクリミッター等のヒステリシス発生装置に有用なヒステリシスボンド磁石を提供する。【解決手段】保磁力が１００〜１１００  Ｏｅ  （８．０〜８７．６ＫＡ／ｍ）、平均粒径が０．５μｍ以上、圧縮密度が２．７〜３．５ｇ／ｃｍ３  である酸化物磁性粉７５〜９５重量％と、バインダー樹脂２５〜５重量％とからなることを特徴とする。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
保磁力が１００〜１１００  Ｏｅ  （８．０〜８７．６ＫＡ／ｍ）、平均粒径が０．５μｍ以上、圧縮密度が２．７〜３．５ｇ／ｃｍ３  である酸化物磁性粉７５〜９５重量％と、バインダー樹脂２５〜５重量％とからなることを特徴とするヒステリシスボンド磁石。
【請求項２】
酸化物磁性粉とバインダー樹脂との合計１００重量％に対して、滑剤０．１〜５重量％及びカップリング剤０．５〜３重量％を含有してなる請求項１記載のヒステリシスボンド磁石。
【請求項３】
酸化物磁性粉が厚み方向に配向されている請求項１又は２記載のヒステリシスボンド磁石。
【請求項４】
作用面側が厚み方向の異方性であり、非作用面側が等方性である請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒステリシスボンド磁石。
【請求項５】
作用面側が厚み方向の異方性であり、非作用面側に強磁性体が配されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒステリシスボンド磁石。
【請求項６】
円筒状又は円盤状からなる請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒステリシスボンド磁石。
【請求項７】
トルクリミッター用である請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒステリシスボンド磁石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒステリシスボンド磁石に関し、更に詳しくは、安価で安全性に優れ、トルクリミッター、ダンパー、ショックアブソーバー、アクセルペダル等に有用なヒステリシスボンド磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の磁石としては、図６に示すように、内側に金属製ヒステリシス板１を張設した円筒状ケーシング２内に、シャフト３を挿通した焼結磁石４を回転可能に装着したトルクリミッターが知られている（例えば、特許文献１、第４頁、図４参照）。
【０００３】
また、総重量に対して７５〜９５重量％の鋳造磁石粉体と、３〜２０重量％の樹脂バインダーと、０．１〜５重量％の滑り剤と、０．５〜３重量％のカップリング剤とからなり、筒状に成形されていることを特徴とする半硬質プラスチックマグネットが提案されている（例えば、特許文献１、第４頁、図１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２４３６１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のトルクリミッターは、金属製のヒステリシス板１が必要であるため、部品点数及び組立工数が多くなり、コストアップとなるという問題がある。また、部品点数及び組立工数が多くなるため、寸法誤差が生じやすく、ヒステリシス板１と焼結磁石４との間のクリアランス５を大き目に設定する必要がある。従って、ヒステリシストルクにバラツキを生じるばかりでなく、クリアランス５を大き目に設定する分だけサイズが大きくなるのを避けられず、小型化の要請を満足することが困難である。
【０００６】
後者の半硬質プラスチックマグネットによれば、上記した問題は解消されるものの、鋳造磁石を粉砕した鋳造磁石粉体を使用するため、粒度分布が大きく、また粒形が尖ったり角ばった凹凸状からなり、そのため溶融成形時の流動性が悪く成形が困難で、ショートショット、ウエルドライン等の問題が生じる。成形性を改善するために鋳造磁石粉の含有量を下げると、磁気特性が低下するという新たな問題が惹き起こされる。更に、鋳造磁石を粉砕するためのエネルギー消費量が大きく、コストアップとなる。
【０００７】
更にまた、鋳造磁石粉体は高価なＣｏやＮｉ等を含むため、コストアップとなるばかりでなく、またＮｉは、例えば、製造過程で人体に触れるとカブレを起こす場合があり、労働環境上問題を含んでいる。
【０００８】
本発明はかかる実情に鑑み、上記従来技術の欠点を解消し、安価で汎用的であり、安全性に優れ、汎用性の高いヒステリシスボンド磁石を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するべく鋭意研究の結果、特定の酸化物磁性粉を用いたヒステリシスボンド磁石が安価で汎用的で、且つ安全性に優れていることを見い出し本発明に到達した。
【００１０】
即ち、本発明の請求項１に係る発明は、保磁力が１００〜１１００  Ｏｅ  （８．０〜８７．６ＫＡ／ｍ）、平均粒径が０．５μｍ以上、圧縮密度が２．７〜３．５ｇ／ｃｍ３  である酸化物磁性粉７５〜９５重量％と、バインダー樹脂２５〜５重量％とからなることを特徴とするヒステリシスボンド磁石を内容とする。
【００１１】
本発明の請求項２に係る発明は、酸化物磁性粉とバインダー樹脂との合計１００重量％に対して、滑剤０．１〜５重量％及びカップリング剤０．５〜３重量％を含有してなる請求項１記載のヒステリシスボンド磁石を内容とする。
【００１２】
本発明の請求項３に係る発明は、酸化物磁性粉が厚み方向に配向されている請求項１又は２記載のヒステリシスボンド磁石を内容とする。
【００１３】
本発明の請求項４に係る発明は、作用面側が厚み方向の異方性であり、非作用面側が等方性である請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒステリシスボンド磁石を内容とする。
【００１４】
本発明の請求項５に係る発明は、作用面側が厚み方向の異方性であり、非作用面側に強磁性体が配されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒステリシスボンド磁石を内容とする。
【００１５】
本発明の請求項６に係る発明は、円筒状又は円盤状からなる請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒステリシスボンド磁石を内容とする。
【００１６】
本発明の請求項７に係る発明は、トルクリミッター用である請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒステリシスボンド磁石を内容とする。
【００１７】
尚、本発明において、ヒステリシスボンド磁石とは、トルクリミッター、ダンパー、ショックアブソーバー、クラッチ、アクセルペダル等に要求されるヒステリシス発生装置に用いられるボンド磁石を指称する。
【００１８】
【作用】
本発明のヒステリシスボンド磁石は、保磁力が１００〜１１００  Ｏｅ  （８．０〜８７．６ＫＡ／ｍ）、平均粒径が０．５μｍ以上、圧縮密度が２．７〜３．５ｇ／ｃｍ３  である酸化物磁性粉７５〜９５重量％と、バインダー樹脂２５〜５重量％とからなることを特徴とし、高価なＣｏやＮｉ、安全性に問題のあるＮｉ等を使用する鋳造磁石粉体に比べて安価で且つ安全であり、汎用性のヒステリシスボンド磁石を提供することができる。
【００１９】
また、酸化物磁性粉が厚み方向に配向されていることにより、ヒステリシストルクの大きいボンド磁石が得られ、更に、作用面側を厚み方向の異方性とし、非作用面を等方性とすることにより、閉ループとなり、ヒステリシストルクを増大させることができる。更にまた、非作用面側に強磁性体を配することにより、強磁性体のバックヨーク効果で閉ループとなり、ヒステリシストルクを大巾に増大させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明における酸化物磁性粉としては、保磁力が１００〜１１００  Ｏｅ  （８．０〜８７．６ＫＡ／ｍ）、平均粒径が０．５μｍ以上、圧縮密度が２．７〜３．５ｇ／ｃｍ３  のものが用いられる。
【００２１】
保磁力は、ともに使用される永久磁石等の残留磁気にも依存するので一概には規定しにくいが、一般に、保磁力が１００  Ｏｅ  （８．０ＫＡ／ｍ）未満では、例えばトルクリミッター用に用いた場合に十分なヒステリシストルクが得られない傾向があり、一方、１１００  Ｏｅ  （８７．６ＫＡ／ｍ）を越えると、例えば、ヒステリシスボンド磁石とともに用いられる磁石の残留磁気が小さい場合に、コギングが生じる場合があり、スムーズなヒステリシストルクが得られない傾向がある。
【００２２】
酸化物磁性粉の平均粒径が０．５μｍ未満では、圧縮密度を２．７〜３．５ｇ／ｃｍ３  とすることが困難である。平均粒径の上限については、保磁力が１００  Ｏｅ  （８．０ＫＡ／ｍ）未満とならない範囲であり、通常５μｍ程度である。
【００２３】
酸化物磁性粉の圧縮密度が２．７ｇ／ｃｍ３  未満では、残留磁気が十分に大きくならない。一方、３．５ｇ／ｃｍ３  を越えると溶融成形時の流動性が低下し成形性に支障が生じる傾向にある。これは、例えば０．２μｍ前後の微粉を増やすことにより対応できるが、この場合は、磁性粉の比表面積が大きくなり過ぎ、バインダー樹脂との組成物の溶融時の流動性が悪化する傾向がある。尚、残留磁気は１，５００Ｇ（１５０ｍＴ）以上が好ましく、上限は特に制限されないが、工業的には３，０００Ｇ（３００ｍＴ）程度が好ましい。
【００２４】
上記のような酸化物磁性粉としては、マグネトプランバイト型ストロンチウムフェライト、バリウムフェライト等が好ましく、更に、マグネタイトやＹ相フェライト等も使用することができる。これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
【００２５】
本発明に用いられるバインダー樹脂としては、例えば、ポリアミド６、ポリアミド１２、ポリアミド６６、芳香環を含む芳香族ポリアミドなどのポリアミド系樹脂；ポリ塩化ビニル樹脂，塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン及びポリプロピレンなどを単独又は共重合したポリオレフィン系樹脂；ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）樹脂、クロロスルホン化ポリエチレン樹脂（デュポン社の商品名「ハイパロン」）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、液晶樹脂、エポキシ系樹脂，フエノール系樹脂等；イソプレン、ネオプレン、スチレンブタジエン、ブタジエン、アクリロニトリルブタジエンなどのゴム；オレフィン系エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン（ＥＰＤＭ）、ウレタン系、ポリエステル系などののエラストマー等が使用でき、これらは単独で又は必要により２種以上混合して用いられる。これらの中で、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＰＰＳ樹脂、液晶樹脂、エラストマーが好ましい。
【００２６】
本発明のヒステリシスボンド磁石は、酸化物磁性粉７５〜９５重量％とバインダー樹脂２５〜５重量％とからなる。酸化物磁性粉が７５重量％未満では実用に耐えるヒステリシストルクが得られず、一方、９５重量％を越えると、成形時の流動性が低下し、成形品にウエルドラインが発生して機械的強度の大巾な低下を惹き起こしたり、また磁性粉の配向度の低下を招き、十分なヒステリシストルクが得られない。
【００２７】
本発明のヒステリシスボンド磁石は、必要に応じて、滑剤及びカップリング剤を含有することができる。
滑剤としては、ステアリン酸鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸カルシウム、リノール酸亜鉛等の脂肪酸塩、ステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸等の脂肪酸類、パラフィンワックス、流動パラフィン、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナウバ等のワックス類等が挙げられ、これらは単独で又は必要に応じ組み合わせて用いられる。
【００２８】
カップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のシラン系カップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル）チタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート等のチタネート系カップリング剤等が挙げられ、これらは磁性粉の種類とバインダー樹脂の種類に応じて選択され、単独で又は必要に応じ組み合わせて用いられる。
【００２９】
滑剤は、酸化物磁性粉とバインダー樹脂との合計１００重量％に対して、通常、０．１〜５重量％用いられる。滑剤が０．１重量％未満では金型からの離型が困難となる場合があり、生産性が低下してコストアップを招いたり、離型時に成形品の表面がえぐり取られることがあり、この場合には該部分から機械的強度の低下及びヒステリシストルクの低下をもたらす場合がある。一方、５重量％を越えると成形品表面からのブリードを惹き起こしたり、機械的強度の低下をもたらす場合がある。
【００３０】
カップリング剤は、酸化物磁性粉とバインダー樹脂との合計１００重量％に対して、通常、０．５〜３重量％用いられる。カップリング剤が０．５重量％未満では、添加効果が十分に得られない場合があり、一方、３重量％を越えると成形時の熱による分解により発泡が起こり、機械的強度の低下を伴う場合がある。
【００３１】
本発明のヒステリシスボンド樹脂は、更に、通常使用される可塑剤、抗酸化剤、安定剤等を含有させても差し支えない。
【００３２】
本発明のヒステリシスボンド磁石は、上記の如き樹脂組成物を射出成形、押出成形等により円筒状、円盤状等に成形される。本発明のヒステリシスボンド磁石は、磁性粉が厚み方向に配向されていることが好ましい。この場合、作用面側が厚み方向に異方性化され、その反対面側の非作用面側が等方性とされることにより、等方性である反対面側がバックヨークの役割を果たして磁場を大きくし、ヒステリシストルクを増大することができる。更に、ヒステリシスボンド磁石の作用面側が厚み方向に異方性化され、その反対面側の非作用面側に、鉄板等の強磁性体を配することにより、強磁性体のバックヨーク効果によってヒステリシストルクを増大させることができる。
【００３３】
上記の如くして得られる本発明のヒステリシスボンド磁石は、トルクリミッター、ダンパー、ショックアブソーバー、クラッチ、アクセルペダル等のヒステリシス発生装置用として有用である。
【００３４】
本発明のヒステリシスボンド磁石とともに用いられる磁石としては、通常、永久磁石が用いられ、焼結磁石、ボンド磁石のいずれでもよい。しかしながら、焼結磁石は、そのままでは寸法精度に劣るため、ヒステリシスボンド磁石との間のクリアランスを大き目に設定する必要があり、従って、ヒステリシストルクにバラツキを生じるばかりでなく、クリアランスを大き目に設定する分だけサイズが大きくなるのを避けられず、小型化の要請を満足することが困難である。この問題は、焼結磁石を研磨して寸法精度を高めることにより解決されるが、別途研磨工程が必要となるので、それだけコストアップとなる。また、割れや欠けが発生し易いという欠点もある。
これに対して、ボンド磁石は上記のような問題がなく、成形性及び寸法精度に優れ、割れや欠けが発生し難い点で好適である。
【００３５】
このようなボンド磁石の磁性粉としては、上記したフェライト系磁性粉の他、サマリュウム−コバルト系磁性粉やネオジム−鉄−ボロン系磁性粉、サマリュウム−鉄−窒素系磁性粉等の希土類系磁性粉など、従来公知の異方化永久磁性粉が挙げられ、これらは単独で又は必要により２種以上組み合わせて使用できる。バインダー樹脂は、上記したヒステリシスボンド磁石と同じものが用いられる。配合割合は磁性粉が４０〜７０体積％、バインダー樹脂が６０〜３０体積％が好ましい。磁性粉が４０体積％未満では磁気特性が不十分で、一方、７０体積％を越えると成形性が悪くなる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されないことはいうまでもない。
【００３７】
実施例１
本実施例は、トルクリミッターとして用いられるヒステリシスボンド磁石で、酸化物磁性粉として、保磁力が５００  Ｏｅ  （３９．８ＫＡ／ｍ）、平均粒径が１．２μｍ、圧縮密度が３．０ｇ／ｃｍ３  のマグネトプランバイト型ストロンチウムフェライト８５重量％と、バインダー樹脂としてポリアミド６６  １４重量％、滑剤としてステアリン酸鉛及びカップリング剤としてビニルトリクロルシランを、それぞれ０．３重量％及び０．７重量％からなる磁石組成物を磁場配合射出成形金型により射出成形した。得られたヒステリシスボンド磁石６は、図１に示すように、円筒状（内径１９ｍｍ、外径２１ｍｍ、長さ２１ｍｍ）からなり、その磁性粉の配向を波線で示す。
【００３８】
実施例２
本実施例は、実施例１に示したヒステリシスボンド磁石において、図２に示すように、作用面側（図では内側）７が異方性化され、その反対面側の非作用面側（外側）８が等方性とされている他は実施例１と同様である。等方性である反対面側８はバックヨークの役割を果たして磁場を大きくし、ヒステリシストルクを増大させる効果が得られる。
図３は、円筒状のヒステリシスボンド磁石６内に円柱状（直径１８．５ｍｍ、長さ２１ｍｍ）の永久磁石９が装着された状態を示し、ヒステリシスボンド磁石６の配向及び永久磁石９の着磁パターンを波線で示す。
【００３９】
実施例３
本実施例は、実施例１に示したヒステリシスボンド磁石において、図４に示すように、ヒステリシスボンド磁石６の作用面側（図では内側）７が厚み方向の異方性化され、その反対面側（外側）の非作用面側８に、強磁性体（鉄板、厚み０．５ｍｍ）１０が配されている他は実施例１と同様である。強磁性体１０のバックヨーク効果によって、ヒステリシストルクを増大させる効果が得られる。
図５は、円筒状のヒステリシスボンド磁石６内に円柱状の永久磁石９が装着された状態を示し、ヒステリシスボンド磁石６の配向及び永久磁石９の着磁パターンを波線で示す。
【００４０】
【発明の効果】
叙上のとおり、本発明のヒステリシスボンド磁石は、安価で安全性に富み、汎用性のトルクリミッター、ダンパー、ショックアブソーバー、クラッチ、アクセルペダル等のヒステリシス発生装置用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒステリシスボンド磁石の一例を示す断面図である。
【図２】本発明のヒステリシスボンド磁石の他の例を示す断面図である。
【図３】図２のヒステリシスボンド磁石内に永久磁石を装着した状態を示す概略図である。
【図４】本発明のヒステリシスボンド磁石の更に他の例を示す断面図である。
【図５】図４のヒステリシスボンド磁石内に永久磁石を装着した状態を示す概略図である。
【図６】従来のトルクリミッターを示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  ヒステリシス板
２  ケーシング
３  シャフト
４  焼結磁石
５  クリアランス
６  ヒステリシスボンド磁石
７  作用面側
８  非作用面側
９  永久磁石
１０  強磁性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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