(57)【要約】【課題】  接着剤を注入する煩雑な工程を必要としないとともに、高速回転の際の振動やブレを生じず、雰囲気汚染のおそれもないヨーク一体型磁石体を得る。【解決手段】  希土類合金磁性粉を結晶性熱可塑性樹脂バインダと共に、熱可塑性樹脂バインダの降温結晶化温度よりも５０℃〜１００℃低い温度に保持した金型内に射出してリング状ボンド磁石を得、当該ボンド磁石をリング状バックヨーク内に装入した後、これを上記降温結晶化温度よりも２０℃〜４０℃高い温度へ加熱し、その後、２０℃／min以上の冷却速度で上記降温結晶化温度よりも低い温度へ冷却する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状バックヨーク内に希土類合金磁性粉と結晶性熱可塑性樹脂バインダを含むリング状ボンド磁石が嵌合されたヨーク一体型磁石体であって、ボンド磁石中の結晶性熱可塑性樹脂の含有率が６〜２０wt％で、その結晶化度が２０％以下であり、ボンド磁石内部に圧縮応力が生じているヨーク一体型磁石体。
【請求項２】
希土類合金磁性粉を結晶性熱可塑性樹脂バインダと共に、熱可塑性樹脂バインダの降温結晶化温度よりも５０℃〜１００℃低い温度に保持した金型内に射出してリング状ボンド磁石を得、当該ボンド磁石をリング状バックヨーク内に装入した後、これを前記降温結晶化温度よりも２０℃〜４０℃高い温度へ加熱し、その後、２０℃／min以上の冷却速度で前記降温結晶化温度よりも低い温度へ冷却したことを特徴とする請求項１に記載のヨーク一体型磁石体の製造方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヨーク一体型磁石体とその製造方法に関し、特に、ヨークとボンド磁石の、接着による一体化を必要としないヨーク一体型磁石体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
希土類ボンド磁石はフェライト系ボンド磁石に比べて格段に優れた磁気特性を有することから注目されており、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）のスピンドルモータ等には、リング状に成形した上記ボンド磁石の外周にリング状のバックヨークを嵌合し一体化したヨーク一体型磁石体が使用されている。
【０００３】
このようなヨーク一体型磁石は、従来、その多くが以下の工程で製造されている。すなわち、希土類合金磁性粉と熱硬化性樹脂バインダの混合物をプレス成形し加熱硬化させてボンド磁石を得、これらボンド磁石を、２０〜３０μｍのクリアランスで相対的に大径としたバックヨーク内に装入して、クリアランス内に接着剤を注入しボンド磁石とバックヨークを一体化する。
【０００４】
なお、特許文献１には、バックヨーク内に収納したボンド磁石を酸化膨張させてヨーク内壁に圧着させることにより、接着剤を使用することなく、あるいは少ない接着剤量でボンド磁石とバックヨークを一体化したものが示されている。
【特許文献１】特開２０００−１８４６４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の、接着剤を使用してボンド磁石とバックヨークを一体化する方法では、接着剤を注入する煩雑な工程を必要とするとともに、接着剤の注入を均等に行うことが困難なためボンド磁石とバックヨークに心ずれが生じて、高速回転の際に振動やブレを生じる問題があった。また、接着剤が気化してＨＤＤ内の雰囲気を汚染するおそれもあった。
【０００６】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、接着剤を注入する煩雑な工程を必要とせず、高速回転の際の振動やブレを生じないとともに雰囲気汚染のおそれもないヨーク一体型磁石体とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本第１発明に係るヨーク一体型磁石体は、リング状バックヨーク（２）内に希土類合金磁性粉と結晶性熱可塑性樹脂バインダを含むリング状ボンド磁石（１）が嵌合されたヨーク一体型磁石体（Ｍ）であって、ボンド磁石（１）中の結晶性熱可塑性樹脂の含有率が６〜２０wt％で、その結晶化度が２０％以下であり、ボンド磁石（１）内部に圧縮応力が生じているものである。
【０００８】
上記ヨーク一体型磁石は本第２発明の製造方法によって製造される。すなわち、本第２発明に係るヨーク一体型磁石体の製造方法は、希土類合金磁性粉を結晶性熱可塑性樹脂バインダと共に、当該熱可塑性樹脂バインダの降温結晶化温度よりも５０℃〜１００℃低い温度に保持した金型内に射出してリング状ボンド磁石を得、当該ボンド磁石をリング状バックヨーク内に装入した後、これを上記降温結晶化温度よりも２０℃〜４０℃高い温度へ加熱し、その後、２０℃／min以上の冷却速度で上記降温結晶化温度よりも低い温度へ冷却するものである。  
【０００９】
本第２発明において、降温結晶化温度よりも５０℃〜１００℃低い温度に保持した金型内に射出成形されたリング状ボンド磁石はこれに含まれる結晶性熱可塑性樹脂の結晶化が進行してその比容積が減少する。このボンド磁石をリング状バックヨーク内に装入した後、上記降温結晶化温度よりも２０℃〜４０℃高い温度へ加熱すると、上記熱可塑性樹脂中に生じた結晶が再融解して解消しこれに伴って比容積が増大する。熱可塑性樹脂の比容積が増大するとボンド磁石の外径もこれに応じて増大して、その外周面がバックヨークの内周面に圧着する。この後、２０℃／min以上の冷却速度で上記降温結晶化温度よりも低い温度へ冷却すると、熱可塑性樹脂内の再結晶化は最小限に抑えられてその結晶化度は２０％以下を維持し、比容積の減少が防止されてバックヨークの内周面に対するボンド磁石外周面の圧着状態は良好に維持される。この際、ボンド磁石内には圧縮応力が生じ、バックヨークとボンド磁石が強固に一体化された磁石体が得られる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明のヨーク一体型磁石体およびその製造方法によれば、接着剤を注入する煩雑な工程を必要としないから生産性が向上し、コストも低減される。また、高速回転の際の振動やブレを生じず、雰囲気汚染のおそれもない。さらには、ボンド磁石を射出成形によって製造しているから、従来の圧縮成形による場合に比して真円度や外形精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
最初に、希土類合金磁性粉と結晶性熱可塑性樹脂バインダを混合する。希土類合金磁性粉としてはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系ないしＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系の、平均粒径１０〜１００μｍの磁性粉を必要に応じてカップリング処理した後、単独であるいは組み合わせて使用する。結晶性熱可塑性樹脂としては、ナイロン１２、ナイロン６やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が使用できる。この場合の熱可塑性樹脂の含有率は６〜２０wt％とする。６wt％より小さいと樹脂量が少ないため、後述する結晶生成状態から降温結晶化温度以上に加熱した際の再溶融による十分な比容積増加が得られず、バックヨーク内周への圧着力（引き抜き強度）が不足する。一方、２０wt％より大きいと、磁気特性が低くなって好ましくない。
【００１２】
混合した希土類合金磁性粉と結晶性熱可塑性樹脂バインダは混練造粒され、熱可塑性樹脂バインダの降温結晶化温度（図２のＴc2、ＰＰＳの場合は２２７℃）よりも５０℃〜１００℃低い温度に保持された金型内に射出されてリング状ボンド磁石１が成形される（図１（１）、図２のＡ点）。この時、熱可塑性樹脂の結晶化が進行してその結晶化度は４０〜６０％になり、その比容積は小さくなる。なお、図２中の直線Ｘは、非結晶状態における比容積−温度特性曲線である。
【００１３】
なお、金型温度が降温結晶化温度Ｔc2に対し５０℃以内では（すなわち、降温結晶化温度Ｔc2に近い）、金型から脱型する際に変形するおそれがある。一方、降温結晶化温度に対し１００℃の範囲を越えて低くすると、熱可塑性樹脂の冷却が早く進行し過ぎて結晶が十分成長せず、降温結晶化温度Ｔc2以上に加熱した際の十分な比容積増加が得られない。
【００１４】
次に、成形されたリング状ボンド磁石１を、その外径よりも１０〜２０μｍだけ相対的に大径としたリング状バックヨーク２内に装入し（図１（２））、これを上記降温結晶化温度Ｔc2よりも２０℃〜４０℃高い温度Ｔhへ加熱する（図２のＢ点）。これにより、熱可塑性樹脂中に生じた結晶が再融解して解消し、これに伴ってボンド磁石１の比容積が増大する。熱可塑性樹脂の比容積が増大するとボンド磁石１の外径もこれに応じて増大して、その外周面がバックヨーク２の内周面に圧着する。なお、降温結晶化温度Ｔc2に対し２０℃高い温度に届かない範囲で加熱した場合は、結晶の再融解による解消が不十分となる。一方、降温結晶化温度Ｔc2に対し４０℃を越えて加熱すると、熱可塑性樹脂の軟化を生じて好ましくない。
【００１５】
加熱終了後、２０℃／min以上の冷却速度で上記降温結晶化温度Ｔc2よりも低い温度へ急冷すると（図２のＣ点）、熱可塑性樹脂内の再結晶化は最小限に抑えられ、その結晶化度は２０％以下を維持して比容積の減少が防止される。これにより、バックヨーク１の内周面に対するボンド磁石２外周面の圧着状態は良好に維持され、バックヨーク１とボンド磁石２が強固に一体化された磁石体Ｍが得られる（図１（３））。なお、冷却速度は速ければ速いほど良いが、冷却設備の能力と設備費の兼ね合いで決定される。冷却速度が２０℃／minよりも小さくなると（図２中の破線）、再結晶化が進行して比容積が大きく減少してしまい、バックヨーク１内周面に対するボンド磁石２外周面の圧着状態が不十分になる。
【００１６】
なお、上記結晶化度は示差走査型熱量計（ＤＳＣ）で測定でき、下式（１）で算出される。
結晶化度（％）＝（Ｑd−Ｑc）／Ｑdo…（１）
ここで、Ｑdは結晶融解に伴う吸熱ピーク熱量、Ｑcは結晶生成に伴う吸熱ピーク熱量、Ｑdoは１００％結晶融解吸熱ピーク熱量（ＰＰＳの場合は１４６．２J/g）である。なお、昇温速度は１０℃／分とする。
【実施例】
【００１７】
希土類合金磁性粉としてＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉を使用し、これに所定の含有率でＰＰＳ熱可塑性樹脂バインダを混合して混練造粒する。これを、ＰＰＳの降温結晶化温度（２２７℃）よりも５０℃〜１００℃低い温度に保持した金型内に射出してリング状ボンド磁石を成形する。ボンド磁石をリング状バックヨーク内に装入し、条件を変えてヨーク一体型磁石体を得た。これを表１に示す。
【００１８】
【表１】
2009077607.tif 000002
【００１９】
（実施例１）
樹脂含有率を１１％とし、図２のＡ点から、降温結晶化温度Ｔc2より２１℃高い２４８℃まで加熱した後、冷却速度２３℃／minで降温結晶化温度Ｔc2よりも低い温度へ急冷した。この場合は、バックヨークの内径寸法が２３．００７mmであるのに対して、結晶化度１３％のボンド磁石の外径はこれよりも５０μｍほど大きい２３．０５９mmを維持しようとし、この結果、ボンド磁石の外周面がバックヨークの内周面に圧着して、バックヨークからのボンド磁石の引き抜き強度は１０．５Kgfと十分大きな値となる。これにより、バックヨークとボンド磁石の一体化が保証される。なお、急冷後のボンド磁石の外径は、バックヨーク内に装入せずに単体で測定した時の値である。
【００２０】
（実施例２）
樹脂含有率を８％とし、図２のＡ点から、降温結晶化温度Ｔc2より３８℃高い２６５℃まで加熱した後、冷却速度２９℃／minで降温結晶化温度よりも低い温度へ急冷した。この場合は、バックヨークの内径寸法が２３．００５mmであるのに対して、ボンド磁石の外径はこれよりも６０μｍほど大きい２３．０６８mmを維持しようとするため、バックヨークからのボンド磁石の引き抜き強度は１６Kgfと十分大きな値となり、バックヨークとボンド磁石の一体化が保証される。
【００２１】
（比較例１）
樹脂含有率を１１％とし、図２のＡ点から、降温結晶化温度Ｔc2より８℃高い２３５℃まで加熱した後、冷却速度２３℃／minで急冷した。この場合は、熱可塑性樹脂の結晶化度は３８％と大きな値となり、ボンド磁石の比容積は小さい。このため、バックヨークの内径寸法が２３．００６mmであるのに対して、ボンド磁石の外径はこれよりも１５μｍほど大きいだけの２３．０２１mmを維持しようとし、バックヨークからのボンド磁石の引き抜き強度は７．６Kgfと小さくなって、バックヨークとボンド磁石の一体化が不十分となる。
【００２２】
（比較例２）
樹脂含有率を１１％とし、図２のＡ点から、降温結晶化温度Ｔc2より２１℃高い２４８℃まで加熱した後、冷却速度８℃／minで冷却した。この場合、熱可塑性樹脂の結晶化度は４５％となって十分小さな値にはならず、ボンド磁石の比容積が低下する。このため、バックヨークの内径寸法が２３．００５mmであるのに対して、ボンド磁石の外径はこれよりも１０μｍほど大きいだけの２３．０１５mmを維持しようとし、バックヨークからのボンド磁石の引き抜き強度は５．３Kgfと小さくなって、バックヨークとボンド磁石の一体化が不十分となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態における、ヨーク一体型磁石体の製造過程を示す斜視図である。
【図２】ボンド磁石の温度と比容積の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…ボンド磁石、２…バックヨーク、Ｍ…ヨーク一体型磁石体。
【図１】
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【図２】
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