(57)【要約】【課題】簡素な工程により製造することができ、かつ必要十分な耐食性を有する希土類ボンド磁石成形体及びその製造方法を提供することである。【解決手段】射出成形時、前記成形体の周囲に熱可塑性の樹脂バインダによって形成される樹脂スキン層の膜厚が、０．１〜２μｍである希土類ボンド磁石成形体である。希土類磁石粉末と熱可塑性の樹脂バインダの混合物をランナー及びゲートを通じてキャビティ内に射出して射出成形体を得る射出工程と、前記ランナーと前記射出成形体のゲート部を切断する切断工程と、前記ゲート部を前記樹脂バインダの融点未満かつ溶融点以上に加熱して該ゲート部に前記樹脂バインダを融着させる融着工程と、を含む希土類ボンド磁石成形体の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類ボンド磁石の射出成形体であって、
前記成形体の周囲に熱可塑性の樹脂バインダによって形成される樹脂スキン層の膜厚が、０．５〜２μｍであることを特徴とする希土類ボンド磁石の射出成形体。
【請求項２】
射出成形後の前記成形体を、走査式電子顕微鏡により加速電圧１０ｋＶで観察した結果、磁石層の露出がない、ことを特徴とする請求項１記載の希土類ボンド磁石の射出成形体。
【請求項３】
希土類ボンド磁石の射出成形体の製造方法であって、
磁石粉末と熱可塑性の樹脂バインダの混合物を、ランナー及びゲートを通じて、成形型内に射出する工程と、
前記成形型を、前記樹脂バインダが流動可能な温度以上かつ融点以下に加熱して、成形体の周囲に樹脂スキン層を全体的に形成する工程と、
磁場中、前記ゲートを前記樹脂バインダが溶融している状態で閉止し、前記成形体のゲート部に樹脂スキン層を形成する工程と、
を含む、ことを特徴とする希土類ボンド磁石の射出成形体の製造方法。
【請求項４】
希土類ボンド磁石の射出成形体の製造方法であって、
磁石粉末と熱可塑性の樹脂バインダの混合物を、ランナー及びゲートを通じて、成形型内に射出する工程と、
前記成形型を、前記樹脂バインダが流動可能な温度以上かつ融点以下に加熱して、成形体の周囲に樹脂スキン層を全体的に形成する工程と、
前記ランナーと前記成形体の前記ゲート部との間を切り離す工程と、
前記ゲート部を該ゲート部より前記成形体の内側へ前記磁石粉末を引きつける磁場中で前記樹脂の溶融温度まで加熱する工程と、
を含む、ことを特徴とする希土類ボンド磁石成形体の製造方法。
【請求項５】
希土類ボンド磁石の射出成形体の製造方法であって、
磁石粉末と熱可塑性の樹脂バインダの混合物を、ランナー及びゲートを通じて、成形型内に射出する工程と、
前記成形型を、前記樹脂バインダが流動可能な温度以上かつ融点以下に加熱して、成形体の周囲に樹脂スキン層を全体的に形成する工程と、
前記ランナーと前記成形体のゲート部との間を切り離す工程と、
前記ゲート部に前記樹脂バインダと同じ樹脂バインダを付着し融着させる工程と、
を含む、ことを特徴とする希土類ボンド磁石射出成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形による希土類ボンド磁石の射出成形体及びその製造方法に関し、特に、ＰＰＳ樹脂等の熱可塑性樹脂をバインダとして用いる希土類ボンド磁石の射出成形体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、射出成形された鉄系希土類ボンド磁石のロータ軸への接着方法に関し、ボンド磁石である射出成形体をロータ軸に接着する際、この接着に用いる接着剤により、併せて、射出成形体に形成されているゲート部（ゲート跡）を封止することにより、ゲート部の防錆を図る方法が提案されている。
【０００３】
特許文献２には、射出成形によるボンド磁石の製造方法に関し、射出成形後、得られた射出成形体に液状ポリオレフィン系プライマを付着させた後、乾燥させ、塗料を付着させて焼き付けることにより、後述する塗料層の２倍程度の膜厚の樹脂スキン層（特許文献２の図１参照）、２〜３μｍ膜厚のプライマ層、２０〜２５μｍ膜厚の塗料層からなるコーティング層を形成する方法が提案されている。
【０００４】
特許文献３には、射出成形によるボンド磁石の製造方法に関し、成形型の温度をバインダの融点以上の温度に設定することにより、射出成形体の表面の少なくとも一部に磁石粉末を含まない樹脂スキン層を５μｍ以上の膜厚で、好ましくは、１０μｍ〜１ｍｍの範囲の膜厚で形成する方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２９２８０４号
【特許文献２】特開２００７−１０９８９８号
【特許文献３】特許第３７２８９２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の発明によれば、射出成形のための樹脂バインダとは異なる接着剤を用いて、射出成形体のゲート部のコーティングを行っているため、材料又は工程が増加し、コスト上昇につながっている。特に、射出成形体を接着しないで用いる場合には、ゲート部を接着剤で封止する工程が増加する。さらに、ＰＰＳ等の耐薬品性の強い樹脂バインダを用いたボンド磁石は、一般的に、接着剤との接着性が悪いため、樹脂バインダからなるスキン層と接着剤層との間で界面剥離が起こり易く、耐食性の低下につながるおそれがある。加えて、接着剤の種類によっては、ボンド磁石の樹脂バインダに採用されているＰＡや、ＰＰＳ樹脂よりも耐薬品性が劣るものもあり、ゲート部の耐食性が低下することも考えられる。
【０００７】
また、特許文献１によれば、ボンド磁石成形体の耐食性確保のためには、ゲート部の防錆処理ができれば、ゲート部以外は、樹脂のスキン層により耐食性が確保できる旨、記載されているが、どの様な確認方法で、どの程度の膜厚の樹脂スキン層があればよいのかは記載されていない。
【０００８】
特許文献２の発明によるボンド磁石によれば、樹脂スキン層と、それとは異なる組成からなるプライマ層又塗料層との間で界面剥離が発生し、耐食性が低下するおそれがある。また、樹脂スキン層、プライマ層及び塗料層からなるコーティング層が厚過ぎるため、体積当たりの磁石性能が低下するという問題がある。
【０００９】
特許文献３の発明によるボンド磁石によれば、樹脂スキン層の膜厚が過剰であるため、体積当たりの磁石性能が低下するという問題がある。特許文献３の製造方法によれば、過剰な膜厚の樹脂スキン層を有するボンド磁石を得るために、成形型の温度をバインダの融点以上の温度に設定している。これによって、エネルギが過剰に消費されている。
【００１０】
本発明の目的は、簡素な工程により製造することができ、かつ必要十分な耐食性を有する希土類ボンド磁石の射出成形体及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、第１の視点において、希土類ボンド磁石の射出成形体であって、前記成形体の周囲に熱可塑性の樹脂バインダによって形成される樹脂スキン層の膜厚が、０．５〜２μｍである希土類ボンド磁石成形体を提供する。
【００１２】
本発明は、第２の視点において、下記の工程を有する、希土類ボンド磁石の射出成形体の製造方法を提供する。磁石粉末と熱可塑性の樹脂バインダの混合物を、ランナー及びゲートを通じて、成形型内に射出する工程。前記成形型を、前記樹脂バインダが流動可能な温度以上かつ融点以下に加熱して、成形体の周囲に樹脂スキン層を全体的に形成する工程。磁場中、前記ゲートを前記樹脂バインダが溶融している状態で閉止し、前記成形体のゲート部に樹脂スキン層を形成する工程。
【００１３】
本発明は、第３の視点において、下記の工程を有する、希土類ボンド磁石の射出成形体の製造方法を提供する。磁石粉末と熱可塑性の樹脂バインダの混合物を、ランナー及びゲートを通じて、成形型内に射出する工程。前記成形型を、前記樹脂バインダが流動可能な温度以上かつ融点以下に加熱して、成形体の周囲に樹脂スキン層を全体的に形成する工程。前記ランナーと前記成形体のゲート部との間を切り離す工程。前記ゲート部を該ゲート部より前記成形体の内側へ前記磁石粉末を引きつける磁場中で前記樹脂の溶融温度まで加熱する工程。
【００１４】
本発明は、第４の視点において、下記の工程を有する、希土類ボンド磁石の射出成形体の製造方法を提供する。磁石粉末と熱可塑性の樹脂バインダの混合物を、ランナー及びゲートを通じて、成形型内に射出する工程。前記成形型を、前記樹脂バインダが流動可能な温度以上かつ融点以下に加熱して、成形体の周囲に樹脂スキン層を全体的に形成する工程。前記ランナーと前記成形体のゲート部との間を切り離す工程。前記ゲート部に前記樹脂バインダと同じ樹脂バインダを付着し融着させる工程。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による希土類ボンド磁石成形体は、樹脂バインダから簡素な工程によって形成される所定膜厚の樹脂スキン層により、十分な耐食性を有すると共に、非磁性な樹脂スキン層の膜厚が十分に薄いため、体積当たり磁気性能が高くなる。樹脂スキン層を０．５μｍ以上とすることにより、耐食性が十分に確保される。樹脂スキン層を２μｍ以下とすることにより、樹脂硬化時間が短縮されて生産性が高いと共に、体積当たりの磁気性能が向上する。したがって、本発明による希土類ボンド磁石は、小さくても高磁気性能が要求され、さらに高度な耐食性も要求される分野に好適である。
【００１６】
本発明による希土類ボンド磁石成形体の製造方法においては、ゲート部の樹脂スキン層も、成形体においてゲート部以外に全体的に形成されている樹脂スキン層と、同じ材料、すなわち、樹脂バインダから形成されるため、両者は融合性がよく、ゲート部の耐食性を向上させる。また、成形体の周囲に全体的に樹脂スキン層を形成する工程においては、樹脂バインダの融点以下で加熱を行うことにより、省エネルギであり、樹脂硬化時間が短縮されて生産性が高いと共に、成形体の熱による劣化が防止される。例えば、異方性ボンド磁石を用いた磁場中の射出成形においては、成形型内に磁場を形成するための磁石性能が高温で劣化し、成形体の磁場配向に必要な磁場を形成することが困難となる場合がある。本発明によれば、これが防止される。
【００１７】
特に、本発明の第２の視点によれば、磁場中、ゲートを樹脂バインダの溶融状態で閉止することにより、磁石粉末は射出成形体の内側へ引きつけられるため、ゲート部には磁石粉末が可及的に存在しない且つ薄い樹脂スキン層が形成される。また、この方法によれば、少ない工数で、ゲート部に良好な樹脂スキン層を形成することができる。
【００１８】
特に、本発明の第３の視点によれば、ゲート部を該ゲート部より成形体の内側へ磁石粉末を引きつける磁場（磁界）中で樹脂の溶融温度まで選択的にないしピンポイントで加熱する。これによって、ゲート部表面の磁石粉末が成形体内側へ引きつけられると共に、溶融した樹脂が体積膨張ないし流動してゲート部表面を覆い、ゲート部に樹脂スキン層を形成する。このように、ゲート部をピンポイントで加熱すると、成形体の劣化、例えば、磁気性能や耐食性の低下が防止される。
【００１９】
特に、本発明の第４の視点によれば、樹脂バインダと同種の樹脂をゲート部分に融着させることにより、耐食性確保に必要な樹脂スキン層をゲート部に形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記樹脂バインダが、ＰＰＳ樹脂、芳香族ナイロン樹脂又はＰＡ樹脂である。特に、ＰＰＳ樹脂は、吸水性が低く、透水率が低いため好ましい。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態において、前記希土類ボンド磁石は、ＮｄＦｅＢ系、ＮｄＦｅ系、ＳｍＣｏ系、又はＳｍＦｅＮ系である。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、本発明による希土類ボンド磁石の射出成形体を、走査式電子顕微鏡（ＳＥＭ）により加速電圧１０ｋＶで観察した結果、磁石層の露出がない。なお、ＳＥＭによれば、原理的に、電子線の加速電圧により、電子線の進入範囲が変わり、加速電圧が低いほど、成形体の表面情報が得られる。電子線の進入範囲は、モンテカルロシミュレーションによって計算されており、加速電圧１５ｋＶで、１．０μｍ、１０ｋＶで０、５μｍである。したがって、加速電圧１０ｋＶで反射電子像（組成像）観察した結果、磁石層が露出していなければ、少なくとも０．５μｍの樹脂スキン層が形成され、又加速電圧１５ｋＶでは少なくとも１．０μｍの樹脂スキン層が形成されていると判断できる。
【００２３】
上記ＳＥＭ観察は、樹脂スキン層の確認を非破壊で行なうことができるため有用である。なお、通常、非破壊での膜厚検査方法として採用されている電磁膜厚計は、樹脂スキン層が薄い場合、又は成形体内部の磁石粉の分布が均一でない場合、或いは、成形体が小さい場合、には膜厚の測定が困難である。また、成形体を切断してその断面を観察する方法では、成
形体を破壊し、又任意の１断面での情報しか得られないため、有用ではない。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態において、前記樹脂スキン層の膜厚は、下限値は耐食性の確保の観点から、上限値は、磁気性能及び生産性の観点から設定され、０．５〜２μｍ、さらに好ましくは０．５〜５μｍ、より好ましくは０．５〜１μｍに設定される。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記融着工程において、前記ゲート部に別途、樹脂バインダを付着させた後、融着させる。好ましくは、加熱手段としては、レーザー等の非接触の加熱方式を用いる。
【００２６】
上記を満足するボンド磁石成形体のスキン層の作成方法として、成形型温度を１３０℃〜１７０℃とする。
【００２７】
成形型温度の下限は、樹脂スキン層の最低膜厚を確保するためである。一方、成形型温度を高くすることにより、樹脂スキンの膜厚は厚くなり、樹脂スキン層が厚いほど、耐食性が向上することは、安易に類推できるが、必要以上に成形型温度を高くする必要はなく、高すぎると、エネルギーロス、生産性の低下（樹脂硬化に時間がかかる）、又は材料劣化、或いは体積当たりの磁気性能の低下につながる。
【実施例１】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。図１（Ａ）〜図１（Ｆ）は、本発明の一実施例に係る希土類ボンド磁石成形体及びその製造方法を説明する工程図であって、（Ａ）は射出工程、（Ｂ）は型加熱工程、（Ｃ）はゲート閉止工程、（Ｄ）はゲート部加熱工程、（Ｅ）は（Ｄ）の変形例、（Ｆ）は樹脂バインダ融着工程、をそれぞれ示している。（Ａ）及び（Ｂ）に示す工程は、実施例１〜３で共通の工程であり、（Ｃ）の工程は実施例１、（Ｄ）又は（Ｅ）の工程は実施例２、（Ｆ）に示す工程は実施例３にそれぞれ特有の工程である。
【００２９】
本発明の実施例１に係る希土類ボンド磁石成形体の製造方法を説明する。図１（Ａ）を参照すると、磁石粉末と熱可塑性の樹脂バインダの混合物を、ランナー３及びゲート４を通じて、成形型２内に射出する。
【００３０】
図１（Ｂ）を参照すると、成形型２を、ヒータ等の型加熱手段５により、樹脂バインダが流動可能な温度以上かつ融点以下に加熱して、成形体１の周囲に所定膜厚の樹脂スキン層１ａを全体的に形成する。
【００３１】
図１（Ｃ）を参照すると、磁場７中、ゲート４をバルブピン等の閉止手段６を用いて樹脂バインダが溶融している状態で閉止し、成形体１のゲート部１ａにも所定膜厚の樹脂スキン層１ａを形成する。
【実施例２】
【００３２】
［成形体を磁化した場合］
上述した図１（Ａ）の射出工程及び図１（Ｂ）の型加熱工程に引き続き、図１（Ｄ）を参照すると、ランナー３とゲート１ａないしゲート４との間を切り離した後、ゲート部１ａを成形体１が発生する磁界７、すなわち自己磁場中で樹脂バインダの溶融温度まで加熱する。例えば、レーザービームで、ゲート部１ａをピンポイント加熱する。これによって、ゲート部１ａ表面の磁石粉末が成形体１内側へ引きつけられると共に、成形体１のゲート部１ａにも所定膜厚の樹脂スキン層１ａが形成される。
【００３３】
［外部からの磁界により、成形体内の磁石粉末をゲート部の反対側に引きつけた場合］
或いは、図１（Ｄ）の工程に代えて、図１（Ｅ）の工程を行ってもよい。図１（Ｅ）を参照すると、ランナー３とゲート１ａないしゲート４との間を切り離した後、ゲート部１ａを、磁界発生源（磁石）７ａが発生する磁界７中で樹脂バインダの溶融温度まで加熱する。例えば、レーザービームで、ゲート部１ａをピンポイント加熱する。これによって、ゲート部１ａ表面の磁石粉末が成形体１内側へ引きつけられると共に、成形体１のゲート部１ａにも所定膜厚の樹脂スキン層１ａが形成される。
【実施例３】
【００３４】
上述した図１（Ａ）の射出工程及び図１（Ｂ）の型加熱工程に引き続き、図１（Ｆ）を参照すると、ランナー３とゲート１ａないしゲート４との間を切り離した後、ゲート部１ａに前記樹脂バインダと同種の樹脂バインダ８を付着させ、加熱して融着させ、成形体１のゲート部１ａにも所定膜厚の樹脂スキン層１ａを形成する。
【実施例４】
【００３５】
前記実施例１の製造方法に従って、樹脂スキン層の膜厚がそれぞれ異なる試料１〜３の希土類ボンド磁石の射出成形体を作製し、それらをＳＥＭ（走査式電子顕微鏡）を用いて非破壊検査し、樹脂スキン層の膜厚と耐食性の関係を確認した。実験条件は下記のとおりであり、図２は、実施例４の実験結果を示す図である。
【００３６】
希土類ボンド磁石：ＮｄＦｅＢ系、
樹脂バインダ：ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、
試料１〜３の樹脂スキン層の膜厚：試料１〜３の順に厚い、
成形型温度：１５０℃、
ＳＥＭ（走査式電子顕微鏡）の加速電圧：１０ｋＶ（膜厚０．５μｍ相当）、
：１５ｋＶ（膜厚１．０μｍ相当）、
反射電子像（組成像倍率）：１００倍、
耐食性試験方法：水中浸漬、８０℃−１０００時間放置後、錆びの発生状況を観察。
【００３７】
図２を参照すると、１０ｋＶ及び１５ｋＶの加速電圧によりＳＥＭ観察した結果、磁石層の露出が確認された試料１、すなわち、樹脂スキン層の膜厚が０．５μｍ未満の樹脂スキン層を有する試料１には、耐食性試験の結果、錆びが発生した。１０ｋＶ及び１５ｋＶの加速電圧によりＳＥＭ観察した結果、磁石層の露出が確認されない試料２、すなわち、樹脂スキン層の膜厚が１．０μｍ以上の樹脂スキン層を有する試料２には、耐食性試験の結果、錆びが発生しなかった。１５ｋＶの加速電圧によりＳＥＭ観察した結果、磁石層の露出が確認されない試料３、すなわち、試料２よりも厚い樹脂スキン層を有する試料３には、耐食性試験の結果、錆びが発生しなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明による希土類ボンド磁石の射出成形体は、水中で使用されるポンプ又センサ用の高性能磁石、或いは車両搭載用の高性能磁石に好適に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の一実施例に係る希土類ボンド磁石成形体及びその製造方法を説明する工程図であって、（Ａ）は射出工程、（Ｂ）は型加熱工程、（Ｃ）はゲート閉止工程、（Ｄ）はゲート部加熱工程、（Ｅ）は（Ｄ）の変形例、（Ｆ）は樹脂バインダ融着工程、をそれぞれ示している。
【図２】実施例４の実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  射出成形体
１ａ  樹脂スキン層
１ｂ  ゲート部
２  成形型
３  ランナー
４  ゲート
５  型加熱手段
６  閉止手段（バルブピン）
７  磁界
７ａ  磁界発生源（磁石）
８  融着される樹脂バインダ
【図１】
2009238814.tif 000003
【図２】
2009238814.tif 000004