(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
おおよそ円筒形状または円柱形状をなす磁石であって、成形工程の後に、液体樹脂に浸せきし、遠心分離または洗浄により複数の磁石を一括して表面から樹脂を除去する工程を経る磁石が、それら複数個の磁石同士の接触において、非面接触となる形状を有することを特徴とする磁石。
【請求項２】
請求項１に記載の磁石において、
前記非面接触となる形状は、磁石の平面部が外周部から中心軸に向かって薄くなるようなテーパーを有することを特徴とする磁石。
【請求項３】
請求項１に記載の磁石において、
前記非面接触となる形状は、磁石の平面部が外周部から中心軸に向かって厚くなるようなテーパーを有することを特徴とする磁石。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の磁石において、
テーパー角が１度以上５度以下であることを特徴とする磁石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、電子機器の電磁変換機等に用いられる小型高性能希土類磁石に関する。
【０００３】
【従来の技術】
希土類磁石は、その高いコストパフォーマンスのために近年その生産量が著しく伸びており、小型高性能希土類磁石の要求が高い。この希土類磁石には、焼結磁石とボンド磁石があるが、ＮｄＦｅＢ磁石のように耐食性が劣る磁石では、表面コーティングが不可欠となっている。コーティングの方法としては、普通、金属メッキ、樹脂コーティングが行われる。また、ボンド磁石の場合は、圧縮成形型ボンド磁石と射出成形型ボンド磁石があるが、圧縮成形型ボンド磁石では比較的機械的強度が小さいので、補強のためにバインダー樹脂を含浸させる場合が多い。
【０００４】
本出願人は、小型高性能ボンド磁石を製造するためにボンド磁石の製造方法として、特開平９−２６０１３４号公報、特開平１１−２３８６４０号公報の中で、高強度と高特性を維持したボンド磁石を製造するためのバインダー樹脂の含浸方法を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような方法でボンド磁石にバインダー樹脂を含浸する場合、含浸後バインダー樹脂を磁石表面から除去するために、通常、溶剤や他の洗浄液で洗浄除去したり、遠心分離で飛ばして除去する方法がとられる。しかし、円筒形をしたボンド磁石において、２平面が平行な円筒状の形状をしたボンド磁石では、２つの磁石が重なる場合、平面どうしがバインダー樹脂を介してくっ付き合って、キュアするとそのまま固まってしまい不良品となってしまう課題があった。特にボンド磁石の体積が小さくなると自重が付着力より小さくなり離れ難くなるために、この問題が顕著になる。
【０００６】
また、焼結磁石、ボンド磁石への樹脂コーティングの場合、磁石を樹脂に浸せきした後、上記で説明した含浸の場合と同様な方法で樹脂の除去が行われるために、くっ付きの問題が大きな課題となっていた。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑み、圧縮成形後、樹脂バインダーを含浸、キュア後、くっ付きのない小型高性能ボンド磁石を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明における上記課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
まず、２つの円筒形希土類磁石を重ねた場合、非面接触となる形状を有することを特徴とした。ここで非面接触とは、２つの磁石を重ねたり接触させた場合、平面どうしの接触が起こらないことを意味する。
【００１０】
次に、樹脂バインダーを含浸した円筒形希土類ボンド磁石であって、２つの円筒形磁石を重ねた場合、非面接触となる形状を有することを特徴とした。
【００１１】
さらに、非面接触を達成する形状として、円筒形希土類磁石の平面を中心軸に向かって薄くなるような１度以上５度以下のテーパー角を有することを特徴とした。
【００１２】
また、非面接触を達成する形状として、円筒形希土類磁石の平面を中心軸に向かって厚くなるような１度以上５度以下のテーパー角を有することを特徴とした。
【００１３】
（作用）
このように、２つの円筒形磁石が重なる場合、非面接触になるということは、すなわち面接触が起こり得ず、線接触または点接触のみが起こり得るために、接合される部分が線ないしは点であるがゆえに離れやすく、くっ付きを飛躍的に解消することが可能となった。これは、３つ以上の複数個の円筒形磁石が重なる場合にも同様なことが言える。
【００１４】
さらに、円筒形希土類磁石において２つの磁石が重なる場合、非面接触を有する形状は、円筒形の本来は平行な２平面が中心軸に向かって薄くなるか、または厚くなるようなテーパーをつけることにより実現した。
【００１５】
ここで、円筒形とは、通常、中心部に中空を有する形状を意味するが、本発明では中空部を有しない円柱形状も含んでもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図および実施例を基にさらに詳しく説明する。
【００１７】
まず、希土類ボンド磁石にバインダー樹脂を含浸させる場合について説明する。磁石粉末は、ＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系、ＳｍＦｅＮ系、その他のいずれでもよい。また、コンパウンドにするためのバインダー樹脂はエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性接着剤など圧縮成形を行える樹脂であればいずれでもよい。また、含浸するバインダー樹脂は液体であればよく、好ましくは安価で接着力が大きく作業性のよいエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化型接着剤から選択でき、浸透性が高い低粘度の樹脂が望ましい。
【００１８】
次に磁石の製造方法を説明する。まず、磁石粉末にバインダー樹脂を混合しコンパウンドを得る。このコンパウンドを円筒形のダイスを有する金型を配置した圧縮成形機を用いて所定の形状の成形体を得、加熱処理して硬化物を得る。
【００１９】
このようにして得られた成形体に液体のバインダー樹脂を真空含浸させるが、含浸後は、表面に付着したバインダー樹脂を除去するために遠心分離で振り落とすか、またはエタノール等の有機溶剤で洗浄除去する。しかし、平行な２平面を有する円筒状成形体では、平面どうしがバインダー樹脂を介してくっ付いたまま離れないものが発生する。
【００２０】
そこで、上記現象を解決するために、本発明では、成形体同士が非面接触となる形状を成形体が有することを特徴とする希土類ボンド磁石を提案する。すなわち、図６に示すように、平行な２平面を有する円筒形状では、図７に示すような状態で成形体同士の２平面がバインダー樹脂を介してくっ付ついてしまうものが多数存在する。しかし、面接触しなければ、点接触または線接触であれば、接触した部分にバインダー樹脂が存在しても、成形体の自重により離れてしまいくっ付きは起こらないか、またはくっ付きの起こる確率が飛躍的に減少することを本発明人は見い出した。
【００２１】
さらに、本発明では、円筒形状において非面接触となり得る形状として、円筒形の平面を中心軸に向かって薄くなるような１度以上５度以下のテーパ角を有することを特徴とする希土類ボンド磁石を提案する。すなわち、図１に示すように中心軸に向かって薄くなるようなテーパー角αを有する形状にすることで、非面接触を達成することが可能となった。さらに説明すれば、図３に示すように線接触例１または線接触例２の場合にのみ線接触となる。すなわち線接触例１では、各々の成形体円筒形の中心軸が一致した場合であり、線接触例２では各々の中心軸が３次元的に平行な配置のもとで側面が接した場合である。ところが線接触例１で中心軸がずれた場合または、中心軸が３次元的に平行からずれた場合は、図４に示すような接触となる。いずれの場合も全て点接触となり、実際上、図４に示すような接触状態となることが大部分で、このように点接触となる確率が圧倒的に高い。
【００２２】
なお、テーパー角αについては、１度以上５度以下にすることが好ましく、１度より小さいと面接触に近くなるためくっ付きが発生し、また、５度より大きいと磁石自体の体積が小さくなり、実質上、磁石性能が落ちることになるからである。実際上、くっつきによる歩留まりとして９５％以上、磁気特性として残留磁化Ｂｒの低下率は５％以下が必要条件と定義した。
【００２３】
また、本発明では、円筒形状において非面接触となりうる形状として、円筒形の平面を中心軸に向かって厚くなるような１度以上５度以下のテーパ角を有することを特徴とする希土類ボンド磁石を提案する。すなわち、図２に示すように中心軸に向かって厚くなるようなテーパー角βを有する形状にすることで、非面接触を達成することが可能となった。この場合も、中心軸に向かって薄くなるようなテーパー角αを有する形状と同様に点接触の確率が圧倒的に高く、くっ付きに関しては飛躍的に減少することは同様である。
【００２４】
なお、テーパー角βを１度以上５度以下に限定したのは、１度以下にすると面接触に近くなるためくっつきが発生し、また、５度以上にすると磁石自体の体積が小さくなり、実質上、磁石性能が落ちることになるからである。実際上、くっつきによる歩留まりとしては９５％以上、残留磁化Ｂｒの低下率として５％以下が必要条件と定義した。
【００２５】
また、上記テーパ角を有する成形体形状は、金型のパンチ形状を所定の形状にすることで容易に実現できる。
【００２６】
なお、非面接触なる形状としては、上記形状でなくとも面接触が起こり得ない形状であれば特に限定するものではなく、他の形状としては図５の（ａ）（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す様な断面形状を有するものでも本発明では有効である。
【００２７】
以上、希土類ボンド磁石へのバインダー樹脂の含浸について説明したが、焼結磁石、ボンド磁石いずれでも、耐食性向上のための樹脂コーティングの場合において、液体樹脂への浸せき後の樹脂の除去を行う時に、本発明は有効となる。
【００２８】
次に実施例を示す。
【００２９】
（実施例１）
ＮｄＦｅＢボンド磁石粉（ＭＱＰ−Ａ：ＭＱＩ社）１ｋｇにバインダー樹脂として熱硬化性酸無水物系エポキシ樹脂を３ｗｔ％混合してコンパウンドを作製し成形に供した。金型は内径１．５ｍｍのダイスと外径０．３５ｍｍのコアを有するもので、上下パンチ形状は、円筒形中心軸に向かって厚くなるようなテーパー角がそれぞれ０．５度、１度、２度、３度、４度、５度、６度からなるパンチを準備した。成形は、下パンチの位置を所定の位置にしてキャビ深さ設定した後コンパウンドを振込み、次に上パンチをダイスに挿入し、所定の加重で加圧圧縮して成形体としパンチアウトして成形体をダイスより排出する。このように各形状のパンチを用いて成形を行い、円筒形中心軸に向かって薄くなるようなテーパー角αが０．５度、１度、２度、３度、４度、５度、６度からなる外径１．５０ｍｍ×内径０．３５ｍｍ×厚さ０．５０ｍｍで密度５．８〜６．２の成形体を各々１万個得た。なお、比較例として、テーパー角０度のパンチを用いて、平行な２平面を有する成形体を１万個得た。その後、１８０℃で２時間加熱キュアし、硬化した成形体とした。
【００３０】
次に、この各成形体１万個ずつを、外径３０ｍｍ×深さ１００ｍｍのステンレス網カゴ入れさらに２００ｃｃのビーカーにカゴを入れ、後から液体を注入できるような真空容器に設置する。ここで、バインダー樹脂として液体の熱硬化性酸無水物系エポキシ樹脂を用いた。次に、真空容器をロータリーポンプで排気し０．１Ｔｏｒｒまで引いた後、成形体が浸せきするのに十分な量のバインダー樹脂をビーカーに注入する。脱泡がおさまったら、真空容器を大気に戻し含浸を完了させる。さらに、加圧してバインダー樹脂を含浸させてもよい。
【００３１】
次に、ビーカーからステンレス網カゴを取り出し、液を自然に切った後、網カゴを遠心分離器に設置し、５０００ｒｐｍで約１０分間遠心分離でエポキシを振り切る。その後、網カゴからステンレスバットに成形体を移し、１８０℃で２時間加熱キュアした。最後に成形体どうしがくっ付いているのを不良品として除きその他良品として計数し歩留まりを求めた。ここで、実際の仕様上、歩留まりは９５％以上が必要条件と定義したことから、歩留９５％以上を合格とした。
【００３２】
また、良品は、３０ＫＯｅの磁場中で、円筒形の中心軸に垂直な方向に、すなわち円筒形の径方向に着磁しボンド磁石とした。磁気特性はＶＳＭを用い反磁界係数を考慮して測定した。ここで、磁気測定に際しては、全てについての体積はテーパー角０度の平行な２平面を有する磁石体の体積として測定した。ここで、実際の仕様上、磁気特性低下は、残留磁化Ｂｒの低下率が５％以下を必要条件と定義したことから、磁気特性は平行な２平面を有する磁石に比べ、残留磁化Ｂｒの低下率がで５％以下を合格とした。
【００３３】
表１に、樹脂バインダーの含浸後歩留まりと、残留磁化Ｂｒの低下率を示す。歩留まりに関して、テーパー角が０度、０．５度に比べ、１度以上では飛躍的に歩留まりが向上した。これは、テーパ角αが１度を下回ると面接触に極めて近づくためである。また、残留磁化Ｂｒの低下率は、テーパー角が５度を越えるとＢｒが５％を越える。これらの結果より、テーパ角が１度以上５度以下で合格と判定された。
【００３４】
【表１】
0004336429.tif 000002
【００３５】
（実施例２）
パンチ形状が、円筒形中心軸に向かって薄くなるような図２に示すテーパー角がそれぞれ０．５度、１度、２度、３度、４度、５度、６度からなるパンチを使用する以外は、実施例１と同様に成形、バインダー樹脂の含浸、評価を行った
。
【００３６】
表２に、バインダー樹脂の含浸後歩留まりと、残留磁化Ｂｒの低下率を示す。歩留まりに関して、テーパー角が０度、０．５度に比べ、１度以上では飛躍的に歩留まりが向上した。これは、テーパ角αが１度を下回ると面接触に極めて近づくためである。また、磁気特性は、テーパー角が５度より大きくなると残留磁化Ｂｒの低下率が５％を越える。これらの結果より、テーパ角が１度以上５度以下で合格と判定された。
【００３７】
以上実施例１、実施例２では、含浸後の液の除去を遠心分離で行ったが、エタノール、イソプロピルアルコール等の有機溶剤の洗浄でも含浸後歩留まりは同様の結果が得られた。
【００３８】
【表２】
0004336429.tif 000003
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のように非面接触する形状を有する焼結磁石またはボンド磁石に樹脂コーティングする場合、ないしはボンド磁石に液体の樹脂バインダーを含浸する場合、特に小型電子機器に搭載する小型高性能磁石を提供する上で、樹脂を介してのくっ付きによる不良品の発生を飛躍的に抑制することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による形状を示すボンド磁石。
【図２】本発明による形状を示すボンド磁石。
【図３】本発明による２つの磁石が重なる場合の線接触例。
【図４】本発明による２つの磁石が重なる場合の点接触例。
【図５】本発明による図１，２以外の形状を示すボンド磁石。
【図６】比較例としての従来の円筒形ボンド磁石。
【図７】従来の円筒形状の２つの磁石が重なる場合の面接触例。
【符号の説明】
１  ボンド磁石
２  中心軸
３  テーパー角α
４  テーパー角β
【図１】
0004336429.tif 000004
【図２】
0004336429.tif 000005
【図３】
0004336429.tif 000006
【図４】
0004336429.tif 000007
【図５】
0004336429.tif 000008
【図６】
0004336429.tif 000009
【図７】
0004336429.tif 000010