外壳一体型粘结磁铁及其制造方法技术

本发明专利技术提供能够高效地生产筒状粘结磁铁和筒状外壳强固地压接而成的外壳一体型粘结磁铁的制造方法。本发明专利技术的外壳一体型粘结磁铁的制造方法具备：填充工序，将包含一种以上的稀土类磁铁粉末和作为粘合剂的热固性树脂的磁铁原料填充到筒状腔室中；加热成形工序，在对磁铁原料进行加热而使热固性树脂成为软化状态或熔融状态的同时对磁铁原料进行压缩成形从而得到筒状成形体；排出压入工序，在将该筒成形体从该筒状腔室排出的同时压入到具有与筒状腔室同轴的内周面的金属制筒状外壳中；和热固化工序，将筒状成形体连同筒状外壳一起加热而使热固性树脂固化。通过使压入到筒状外壳中的筒状成形体热固化，筒状成形体发生变化后的筒状粘结磁铁超出预料地热膨胀。结果，得到筒状外壳和筒状粘结磁铁强固地压接而成的外壳一体型粘结磁铁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将筒状粘结磁铁和筒状外壳一体化而成的。
技术介绍
对于将由稀土类磁铁粉末和热固性树脂(粘合剂)构成的复合物压缩成形而成的粘结磁铁(以下适当地称为“粘结磁铁”)而言，即使为小型也能够得到高磁通密度，并且薄壁等的形状自由度也大。因此，粘结磁铁适合作为例如强烈要求高输出化以及节能化、小型化、轻量化等的电动机的励磁用永久磁铁，其需求正在急剧增加。随着该需求增加，日益严格地要求粘结磁铁以及包含粘结磁铁的所有构件的低价格化。目前，难以廉价地获得作为粘结磁铁的主要原料的稀土类元素。因此，为了应对该低 价格化，重要的是削减粘结磁铁与收纳该粘结磁铁的外壳的整体(外壳一体型粘结磁铁)的生产所需的工时、缩短各工时所需的时间(缩短生产节拍)、削减该生产中使用的构件等。与此相关的方案记载于下述专利文献中。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2005-33844号公报专利文献2 日本特开2000-184642号公报专利文献3 W02006/1304号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在专利文献I中，如下制造外壳一体型粘结磁铁。将复合物在模具内加热压缩成形，从该模具中取出筒状成形体。进一步单独对该筒状成形体进行加热，使作为粘合剂的热固性树脂热固化(固化热处理)。这样预先准备确保了足够的强度的筒状粘结磁铁，再通过另外的工序将该筒状粘结磁铁压入到另行加热后的筒状外壳的内周侧。这样，得到外壳一体型粘结磁铁。根据该方法，容易将筒状粘结磁铁与筒状外壳之间的压接力(拔出力)通过设定两者之间的压入余量来调节至期望值。因此，在将粘结磁铁固定到外壳中时也不需要使用胶粘剂，从而能实现磁特性的稳定化，并且也能实现外壳一体型粘结磁铁的制造成本的降低。但是，在专利文献I的方法中，需要大量工序，因此未必优选。在专利文献2中，将粘结磁铁的筒状成形体在冷态下间隙配合到具有比该筒状成形体大的内径的外壳(磁轭)中，然后将两者在大气气氛中进行加热。由此，使筒状成形体(粘结磁铁)在外壳内氧化膨胀，得到在外壳内压接有粘结磁铁的外壳一体型粘结磁铁。根据该方法，与专利文献I同样地不需要使用胶粘剂，而且也不用进行固化热处理后的压入工序，即可得到外壳一体型粘结磁铁。但是，专利文献2中作为粘合剂使用的环氧树脂通常在通过加热进行热固化时显示出固化收缩的倾向。另外，本专利技术人进行调查的结果是，筒状成形体(粘结磁铁)的氧化膨胀量微小。这样，认为在专利文献2所述的方法中，难以在粘结磁铁与外壳之间产生充分的压接力。在专利文献3中，利用在将筒状成形体从模具中取出时产生的回弹来代替专利文献2的氧化膨胀，从而制造外壳一体型粘结磁铁。根据该方法，与专利文献2的情况相同，既不需要胶粘剂，也不需要固化热处理后的压入工序。但是，为了确保在粘结磁铁与外壳之间产生充分的压接力，如专利文献3中记载的那样，需要对混合有碳微粉的磁铁原料在高达约9吨(900MPa)的高压下进行压缩成形。因此反而导致外壳一体型粘结磁铁的制造成本的增加以及磁特性的降低。另外，在专利文献3的方法中，为了产生较大的回弹而在冷态下进行压缩成形，从而难以得到致密的粘结磁铁或进行了取向的粘结磁铁。本专利技术鉴于上述情况而完成，其目的在于提供通过与以往完全不同的方法使外壳和粘结磁铁以充分的压接力一体化而成的外壳一体型粘结磁铁、以及能够高效且以低成本生产该外壳一体型粘结磁铁的制造方法。用于解决问题的方法 本专利技术人为了解决上述问题而进行了深入的研究，并且反复进行了尝试，结果，首先成功地在将对磁铁原料进行加热压缩成形而成的筒状成形体从筒状腔室中排出的同时直接压入到筒状外壳中。其次还新获知，对这样得到的压入状态的筒状成形体及筒状外壳进行固化热处理时，可以得到筒状外壳与筒状粘结磁铁强固地一体化的外壳一体型粘结磁铁。通过发展该成果，本专利技术人完成了后述的各种专利技术。《外壳一体型粘结磁铁的制造方法》(I)本专利技术的外壳一体型粘结磁铁的制造方法的特征在于，具备填充工序，将包含一种以上的稀土类磁铁粉末和作为粘合剂的热固性树脂的磁铁原料填充到筒状腔室中；加热成形工序，在对该磁铁原料加热而使该热固性树脂成为软化状态或熔融状态的同时对该磁铁原料进行压缩成形从而得到筒状成形体；排出压入工序，在将该筒状成形体从该筒状腔室中排出的同时压入到具有与该筒状腔室同轴的内周面的金属制筒状外壳中；和热固化工序，将该筒状成形体连同该筒状外壳一起加热而使该热固性树脂固化，由此，得到由该筒状成形体构成的筒状粘结磁铁与该筒状外壳一体化而成的外壳一体型粘结磁铁。(2)根据本专利技术的制造方法，首先，在排出压入工序中，将刚进行加热成形工序后的处于余热状态的筒状成形体从筒状腔室中排出并且直接压入到金属制筒状外壳中。对该排出压入工序后的筒状成形体和筒状外壳加热而使筒状成形体中的热固性树脂(粘合剂)热固化时，得到筒状粘结磁铁(筒状成形体中的热固性树脂热固化后的筒状粘结磁铁)与筒状外壳超出预料地以强固的压接力一体化而成的外壳一体型粘结磁铁。因此，根据本专利技术，不必使用胶粘剂等，还可以省略固化热处理后的压入工序，并且能够高效地制造外壳一体型粘结磁铁。即，能够进一步降低外壳一体型粘结磁铁的制造成本和价格。(3)通过本专利技术的制造方法得到这种外壳一体型粘结磁铁的机制尚不确定，就现状而言认为如下。首先，能够进行本专利技术的排出压入工序的理由认为如下。一直认为，对于在加热压缩成形后立即从筒状腔室中排出的筒状成形体而言，作为粘合剂的热固性树脂为未固化的状态，而且处于余热状态(温热状态)，因此强度和刚性非常低，难以压入到筒状外壳中。特别是认为，壁厚(筒状腔室的间隙宽度)薄且轴向长的筒状成形体在压入到筒状外壳中时，会发生压曲等而使形状溃散。但是，本专利技术人在实际中进行了尝试，结果获知，即使是刚刚在不太高的成形压力下进行加热压缩成形后的筒状成形体，也能够压入到筒状外壳中。作为其理由，认为是由于在加热成形工序中也进行热固性树脂的热固化，即使是加热成形工序后的筒状成形体，也具有压入时的保形所需的程度的强度和刚性。可是，此时的强度和刚性当然不会大到热固性树脂进行热固化时的程度。因此，压入到筒状外壳的内周侧的筒状成形体也一并具有追随该筒状外壳的内周面而发生些许变形的可塑性，从而避免在压入时过大的应力作用于筒状成形体。这样，刚进行加热压缩成形后的筒状成形体兼具适当的强度和刚性以及些许的可塑性，因此，能够在追随筒状外壳的内周面的同时压入到筒状外壳内而不会发生压曲和溃散等。其次，热固化工序后得到筒状外壳与筒状粘结磁铁强固地一体化而成的外壳一体型粘结磁铁的理由认为如下。首先，作为粘合剂的热固性树脂的线性膨胀系 数在热固化(固化热处理)的前后发生了较大变化(参考图3)。具体而言，热固性树脂的线性膨胀系数在其固化(交联)反应前较大，但在固化反应后急剧地减小。因此，即使将热固性树脂在由于固化热处理中的升温而显著热膨胀之后进行降温，也不会热收缩至原来的尺寸。即，残余有与热固化前后的线性膨胀系数差相对应的程度的热膨胀量。这种情况对于以热固性树脂作为粘合剂的筒状成形体以及筒状粘结磁铁而言也同样符合。因此，如果没有筒状外壳的约束，则热固化工序后的筒状粘结磁铁的尺寸会因残余的热膨胀量(以下称为“残余热膨胀量”)而比热固化工序前的筒状成形体的尺寸扩大。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.05 JP 2010-0869441.一种外壳一体型粘结磁铁的制造方法，其特征在干， 具备 填充エ序，将包含一种以上的稀土类磁铁粉末和作为粘合剂的热固性树脂的磁铁原料填充到筒状腔室中； 加热成形エ序，在对该磁铁原料进行加热而使该热固性树脂成为软化状态或熔融状态的同时对该磁铁原料进行压缩成形从而得到筒状成形体； 排出压入エ序，在将该筒状成形体从该筒状腔室中排出的同时压入到具有与该筒状腔室同轴的内周面的金属制筒状外壳中；和 热固化工序，将该筒状成形体连同该筒状外壳一起加热而使该热固性树脂固化， 由此，得到由该筒状成形体构成的筒状粘结磁铁与该筒状外壳一体化而成的外壳一体型粘结磁铁。2.如权利要求I所述的外壳一体型粘结磁铁的制造方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：本蔵义信，御手洗浩成，松冈浩，加藤诚之，奥村几造，
申请(专利权)人：爱知制钢株式会社，
类型：
国别省市：