特開 2024-128566 ケース付ボンド磁石

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024128566

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】ケース付ボンド磁石

(51)【国際特許分類】

   H01F 1/055 20060101AFI20240913BHJP

   G01D 5/245 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

H01F1/055 180

G01D5/245 110L

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037592

(22)【出願日】2023-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 翔平

【テーマコード（参考）】

2F077

5E040

【Ｆターム（参考）】

2F077AA41

2F077AA42

2F077VV03

2F077VV31

5E040AA04

5E040AA06

5E040BB04

5E040BB05

5E040CA01

5E040CA05

5E040CA07

(57)【要約】

【課題】ケースの開口部を塞ぐ封止材(接着剤層）の膜厚のばらつきを小さくでき、ボンド磁石の防錆性が安定したケース付ボンド磁石を提供する。
【解決手段】希土類磁石粉末と熱硬化性樹脂とを含むボンド磁石と、前記ボンド磁石を挿入するケースと、封止材とを備えてなるケース付ボンド磁石である。ケースは、ボンド磁石を受入れるための凹部を備える。凹部は、ボンド磁石を収納する本体部と、開口側の副部とからなり、副部は、ボンド磁石の一部が収納または収納されず、副部の開口部における凹部の深さ方向と直交する面の断面積を、本体部における凹部の深さ方向と直交する面の断面積よりも大きくした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

希土類磁石粉末と熱硬化性樹脂とを含むボンド磁石と、前記ボンド磁石を挿入するケースと、封止材とを備えてなるケース付ボンド磁石であって、前記ケースは、前記ボンド磁石を受入れるための凹部を備え、前記凹部は、前記ボンド磁石を収納する本体部と、開口側の副部とからなり、前記副部は、ボンド磁石の一部が収納または収納されず、前記副部の開口端における凹部の深さ方向と直交する面の断面積を、前記本体部における凹部の深さ方向と直交する面の断面積よりも大きくしたことを特徴とするケース付ボンド磁石。

【請求項2】

前記ケースの凹部の断面積が変化する境界点が前記ボンド磁石の重心より高い位置にあることを特徴とする請求項１に記載のケース付ボンド磁石。

【請求項3】

前記ボンド磁石の空隙率が１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のケース付ボンド磁石。

【請求項4】

前記ケースの空隙率が２０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のケース付ボンド磁石。

【請求項5】

前記封止材の硬化前の常温での粘度が０．０１（Ｐａ・ｓ）～１（Ｐａ・ｓ）であることを特徴とする請求項１に記載のケース付ボンド磁石。

【請求項6】

前記ボンド磁石をコンパウンド中の磁粉が体積比率で８５％～９０％含まれ、かつ樹脂バインダは体積比率で１０％～１５％含まれるコンパウンドを用いて製造されてなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のケース付ボンド磁石。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ケース付ボンド磁石に関し、特に、非接触で角度を検出するセンサに使用されるケース付ボンド磁石に関する。

【背景技術】

【0002】

希土類合金などの磁石粉末を樹脂バインダで結合して成形したボンド磁石は、樹脂バインダを含む分、バインダレスの焼結磁石より磁気特性は劣るものの、任意の形状に加工が容易であり、その寸法精度にも優れることから、種々の用途に使用されている。なお、樹脂バインダとしては、一般的に、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、PPS樹脂から選択される場合が多い。

【0003】

例えば、非接触で角度を検出するセンサ用途として、自動車分野では、HEV車やEV車のエンジン、インバータ、バッテリーなどの冷却を効率よく行うための冷却水や気体の流路切り換えバルブ、その他、オイルポンプ、燃料ポンプなどのバルブや弁体の開閉度を検知するセンサ磁石として利用され、産業機械分野では、たとえばロボットの関節部やモータ、ギヤなどの角度や回転数検出用のセンサ磁石(センサーマグネット）などに利用されている。

【0004】

希土類磁石粉末をボンド磁石に用いる場合、特に圧縮ボンド磁石は多孔体のため表面積が大きく、また錆びやすい鉄や希土類を含むことから、錆や酸化腐食による磁気特性の劣化のおそれがある。特に、高温高湿環境や、水などの流体と接触する腐食性環境下では顕著となる。このため、磁石表面に、例えば、電着塗装、静電塗装、スプレー塗装などによる樹脂塗膜や、ニッケルメッキなどのメッキ膜を形成することで、上記問題に対処している。

【0005】

特許文献１には、希土類磁石の表面に浸漬法により防錆熱硬化性被膜を形成したボンド磁石の製造方法が提案されている。この製造方法では、浸漬、乾燥・硬化を２～６回繰り返して行い、磁石内空隙に樹脂を含浸させつつ磁石表面に０．００５ｍｍ～０．０５ｍｍの防錆熱硬化性被膜を形成している。

【0006】

また、近年は磁気特性の高性能化が望まれており、磁気特性向上のために磁粉配合量を増加し、樹脂バインダ量を少なくすることが多く、磁石自身の強度の確保が難しくなってきている。そのため、利用する際は磁石に直接ダメージを与えないように、一般に、金属製や樹脂製のケースに挿入して接着固定したり、インサート成形したりすることで磁石を保護して使用される場合が多い。

【0007】

特許文献２には、希土類ボンド磁石の圧粉体をケースに挿入し、その挿入開口部を熱硬化性樹脂で封止した後、ボンド磁石の樹脂バインダと封止用の熱硬化性樹脂を硬化させることで、ケースと磁石の固定を行いつつ、磁石表面を熱硬化性樹脂で保護する方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００２－２６０９４３号公報

【特許文献2】特許６２５８６８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１に示す方法では、希土類ボンド磁石の成形後に防錆被膜を形成する処理を追加で行う必要があり、その処理に多くの工数がかかることになる。また、特許文献１に示す方法以外にも電着塗装、静電塗装、スプレー塗装などがあるがいずれも追加工数が掛かることは変わらない。

【0010】

特許文献２に示す方法では、磁石の防錆工程をケースとの固定工程と同時に行うことで、工数削減を達成している。しかしながら、希土類ボンド磁石と封止用の熱硬化性樹脂との濡れ性が悪かったり、樹脂の粘度が高かったりした場合は、硬化処理後に該磁石表面が一部露出したりする。しかも、封止用の熱硬化性樹脂がケースと接触しないまま硬化され、磁石とケースとの固定が不十分となったり防錆性が不足する懸念があった。

【0011】

ところで、ケースのボンド磁石を収納するケースの凹部が、円筒形状である場合、ボンド磁石の上面と凹部の開口端との間に隙間が形成され、この隙間に進入した封入材が、防錆膜を構成することになる。しかしながら、この隙間に進入する封入材（接着剤）の充填量がばらつくおそれがある。充填量にばらつきがあると、防錆膜の膜厚にばらつきが生じ、安定した防錆機能を発揮できない、又は耐久性に劣ることになっていた。

【0012】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、ケースの開口部を塞ぐ封止材(接着剤層）の膜厚のばらつきを小さくでき、ボンド磁石の防錆性が安定したケース付ボンド磁石を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明のケース付ボンド磁石は、希土類磁石粉末と熱硬化性樹脂とを含むボンド磁石と、前記ボンド磁石を挿入するケースと、封止材とを備えてなるケース付ボンド磁石であって、前記ケースは、前記ボンド磁石を受入れるための凹部を備え、前記凹部は、前記ボンド磁石を収納する本体部と、開口側の副部とからなり、前記副部は、ボンド磁石の一部が収納または収納されず、前記副部の開口端における凹部の深さ方向と直交する面の断面積を、前記本体部における凹部の深さ方向と直交する面の断面積よりも大きくしたものである。

【0014】

本発明のケース付ボンド磁石によれば、副部の開口端における凹部の深さ方向と直交する面の断面積（開口端の開口面積）を、前記本体部における凹部の深さ方向と直交する面の断面積よりも大きくしたので、凹部の内径面を円筒面としたものと比べた場合、ボンド磁石の上面から凹部の開口端までの高さが同一であれば、ボンド磁石の上面から開口端の凹部の容量は、本発明のケース付ボンド磁石のほうが大となる。このため、これらの空間における封止材の充填量が同じであれば、封止材の高さを小さくできる。すなわち、開口端まで封止材を充填する場合、充填量が多くなる。そのため、充填高さのばらつきを小さくできる。この場合、この封止材（接着剤）が硬化することによって、ボンド磁石の表面（上面）の防錆膜となるため、この防錆膜の膜厚の低減を図ることができる。

【0015】

前記ケースの凹部の断面積が変化する境界点が前記ボンド磁石の重心より高い位置にあるのが好ましい。このように構成することにより、凹部に収納されるボンド磁石は、傾くのを有効に防止できる。これに対して、境界点がボンド磁石の重心よりも低ければ、凹部に収納されるボンド磁石は傾くおそれがある。傾けば、ボンド磁石の上面が、凹部の底面(水平面）に対して傾斜することになる。このように、ボンド磁石の上面が傾斜した状態となれば、防錆膜の膜厚が小になるとことが生じたり、ボンド磁石の一部が防錆膜が露出した状態になったりする。しかしながら、境界点がボンド磁石の重心より高い位置にあれば、ボンド磁石の傾斜を防止でき、防錆膜の膜厚が小になることが生じたり、ボンド磁石の一部が防錆膜が露出した状態になったりせず、安定した防錆膜を形成できる。

【0016】

前記ボンド磁石の空隙率が１０％以下であるのが好ましい。空隙率が１０％以下であれば、磁気特性が高く、膜圧の確保の両立が可能となる。

【0017】

前記ケースの空隙率が２０％以下であるのが好ましい。ケースの空隙率が２０％を越えれば、封止材がケースの空隙に浸透してボンド磁石の表面に残る割合が少なくなり、安定した防錆膜が形成されないおそれがある。

【0018】

前記封止材の硬化前の常温での粘度が０．０１（Ｐａ・ｓ）～１（Ｐａ・ｓ）であるのが好ましい。封止材はボンド磁石をケース内部に封止できるものであればよいので、ケースの空隙とボンド磁石の空隙にそれぞれ浸透しない粘度を持つものが好ましく、具体的には０．０１（Ｐａ・ｓ）以上が好ましい。ただし、粘度が大きすぎるとケースとボンド磁石との隙間に入り込みづらく、ボンド磁石側面が露出してしまうことが多いため、１（Ｐａ・ｓ）以下が好ましい。

【0019】

前記ボンド磁石をコンパウンド中の磁粉が体積比率で８５％～９０％含まれ、かつ樹脂バインダは体積比率で１０％～１５％含まれるコンパウンドを用いて製造されてなるものが好ましい。ボンド磁石には空隙が含まれており、成形条件により空隙率は変化する。空隙には封止材が浸透する可能性があり、浸透するほど表面に残りにくく、封止材をより多く使用する必要があるため、浸透を少なくするには、空隙率は１４％以下が好ましい。この際に磁粉が８５％～９０％含まれるコンパウンドを用いた場合は、ボンド磁石中の磁粉の体積比率は７５％～８５％、樹脂バインダの体積比率は９％～１５％となる。（ここでの体積比率は、コンパウンド中の体積比率とは異なり、成形および熱処理による樹脂バインダの硬化を経て得られた最終的な成形体中の体積比率である。）

【発明の効果】

【0020】

本発明に係るケース付ボンド磁石では、ケース端面とボンド磁石端面の間の空間の断面積を大きくすることにより、封止材塗布時の塗布量に対しての液面上昇率、すなわちボンド磁石の防錆膜厚の増加率を小さくすることができる。つまり、塗布量のばらつきがある際に防錆膜厚のばらつきが小さくでき、ねらいの膜厚での生産がより安定し、防錆性が安定したケース付ボンド磁石が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る第１のケース付ボンド磁石の簡略断面図である。

【図2】本発明に係る第２のケース付ボンド磁石の簡略断面図である。

【図3】本発明に係る第３のケース付ボンド磁石の簡略断面図である。

【図4】本発明に係る第４のケース付ボンド磁石を示し、（ａ）は簡略断面図であり、（ｂ）は簡略平面図である。

【図5】本発明に係るケース付ボンド磁石の第１の製造方法を示す簡略図である。

【図6】本発明に係るケース付ボンド磁石の第２の製造方法を示す簡略図である。

【図7】ケースの凹部の開口部に大径部を有する場合と有さない場合との比較を示し、（ａ）は大径部を有さない場合の簡略断面図であり、（ｂ）は大径部を有する場合の簡略断面図である。

【図8】液量と液面高さとの関係を示すグラフ図である。

【図9】ケースの凹部の内径寸法をボンド磁石の外径寸法よりも比較的大きくとった場合の問題点を示し、（ａ）はケースとボンド磁石との関係を示す簡略断面図であり、（ｂ）はボンド磁石がケースに対して傾斜している状態の簡略断面図である。

【図10】防錆膜厚ばらつき、防錆機構評価に用いた試料を示し、（ａ）は本発明品の簡略断面であり、（ｂ）は従来品の簡略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下本発明の実施の形態を図１～図１０に基づいて説明する。

【0023】

図１は、本発明に係る第１のケース付ボンド磁石を示し、図２は、本発明に係る第２のケース付ボンド磁石を示し、図３は本発明に係る第３のケース付ボンド磁石を示し、図３は本発明に係る第４のケース付ボンド磁石を示している。本発明に係るケース付ボンド磁石は、希土類磁石粉末と熱硬化性樹脂のボンド磁石１と、ボンド磁石１を挿入するケース２と、円柱形状の封止材３とを備えてなる。すなわち、ケース２は、ボンド磁石１を挿入するための挿入開口部２ａを有し、この挿入開口部２ａからボンド磁石１からケース２に挿入されて、ボンド磁石１が封止材３にてケース２内に封止されている。

【0024】

希土類ボンド磁石は磁粉と樹脂バインダを含むコンパウンドを圧縮成形して熱硬化、あるいは射出成形することにより得られる。また、磁粉は希土類系であればよく、例えば、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系、Ｓｍ－Ｆｅ－Ｎ系、Ｓｍ－Ｃｏ系などである。樹脂バインダはエポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬性樹脂またはポリアミド樹脂、ＰＰＳ樹脂などの熱可塑性樹脂が選択される。成形性の改善のため、必要に応じて潤滑剤等を添加しても良い。

【0025】

ボンド磁石コンパウンドには磁粉は体積比率で６５％～９２％含まれており、磁粉体積比率が高いほうが磁気特性を高められる。しかしながら、その分、樹脂バインダが少なくなり、強度が低くなる。ここで、高い磁気特性と強度を両立するためには、磁粉はコンパウンドに対して、磁粉は体積比率で８５％～９０％含まれ、かつ樹脂バインダは体積比率で１０％～１５％含まれることが好ましい。

【0026】

また、ボンド磁石１には空隙が含まれており、成形条件により空隙率は変化する。空隙には封止材３が浸透する可能性があり、浸透するほど表面に残りにくく、封止材３をより多く使用する必要があるため、空隙率は１４％以下が好ましい。この際に磁粉が８５～９０％含まれるコンパウンドを用いた場合は、ボンド磁石中の磁粉の体積比率は７５～８５％、樹脂バインダの体積比率は９％～１５％である。（ここでの体積比率は、コンパウンド中の体積比率とは異なり、成形および熱処理による樹脂バインダの硬化を経て得られた最終的な成形体中の体積比率である。）さらに磁気特性も高められるため、空隙率を１０％以下とすることがより好ましい。

【0027】

ケース２の材質は特に限定しないが、非磁性の金属もしくは樹脂製のものが磁石から発生する磁力線への影響がなく好ましい。金属であれば、粉末冶金法によって作製するケースは生産性が高く好ましい。ケース２にも空隙が含まれ、空隙があるほど本発明の効果が得にくくなるため、ケース２の空隙は２０％以下が好ましい。

【0028】

封止材３はボンド磁石１をケース２内部に封止できるものであればよい。ケース２とボンド磁石１の空隙に浸透しない粘度を持つものが好ましく、具体的には０．０１（Ｐａ・ｓ）以上が好ましい。ただし、粘度が大きすぎるとケース２とボンド磁石１との隙間に入り込みづらく、ボンド磁石側面が露出してしまうことが多いため、１（Ｐａ・ｓ）以下が好ましい。すなわち、封止材３の粘度としては、硬化前の常温で、０．０１（Ｐａ・ｓ）～１（Ｐａ・ｓ）が好ましい。また、無溶剤のものが硬化時に気泡を発生させにくく、防錆性が安定するためさらに好ましい。

【0029】

ところで、本発明では、図１に示すように、ケース２は、ボンド磁石１を受入れるための凹部５を備え、凹部５は、ボンド磁石１を収納する有底円筒形状の本体部５ａと、開口側の円盤形状の副部５ｂとからなり、副部５ｂは、ボンド磁石１の一部が収納または収納されず、副部５ｂの開口端における凹部５の深さ方向と直交する面の断面積（開口端の開口面積）Ｓ２を、本体部５ａにおける凹部５の深さ方向と直交する面の断面積Ｓ１よりも大きく設定される。

【0030】

図１に示すケース付ボンド磁石では、本体部５ａは、その内径が軸方向（深さ方向）に沿って、その内径寸法Ｄ１が一定である、円筒形状とされ、副部５ｂは、その内径寸法Ｄ２が本体部５ａの内径寸法Ｄ１よりも大径の周方向切欠き部で構成されたものである。

【0031】

また、図２に示すケース付ボンド磁石では、副部５ｂは、本体部５ａ側から凹部５の開口縁に向かって順次拡径するテーパ孔で構成されたものであるが、この場合も、副部５ｂの開口端における凹部５の深さ方向と直交する面の断面積Ｓ２を、本体部５ａにおける凹部５の深さ方向と直交する面の断面積Ｓ１よりも大きく設定される。

【0032】

図１では、ボンド磁石１の上面１ｂの高さ位置を、本体部５ａと副部５ｂとの境界点（境界位置）５ｃに合わせていたが、図２では、ボンド磁石１の上面１ｂ高さ位置を、本体部と副部との境界位置に合わせていない。すなわち、図１では、ボンド磁石１の高さをｈ１とし、凹部５の底面５ｄから本体部５ａと副部５ｂとの境界位置(境界点)５ｃまでの高さｈ３とした場合に、ｈ１＝ｈ３とし、図２では、ボンド磁石１の高さをｈ１とし、凹部５の底面５ｄから本体部５ａと副部５ｂとの境界位置までの高さをｈ３とし、凹部５の底面５ｄから凹部５の開口端までの高さをｈ２とした場合に、ｈ３＜ｈ１＜ｈ２としている。このため、ボンド磁石１の上面１ｂが、副部内に位置する状態となって、ボンド磁石１の一部が副部内に収納された状態となる。

【0033】

図３では、副部５ｂが、本体部５ａ側から凹部５の開口縁に向かって順次拡径するテーパ孔部５ｂ１と、このテーパ孔部５ｂ１に連設される円筒形状の大径部５ｂ２とからなる。この場合、ボンド磁石１の上面１ｂが、テーパ部孔５ｂ１内に配置されて、大怪部５ｂ２内には侵入する。すなわち、ボンド磁石１の高さをｈ１とし、凹部５の底面５ｄから本体部５ａと副部５ｂとの境界点（境界位置）５ｃまでの高さをｈ３とし、凹部５の底面５ｄから凹部５の開口端までの高さをｈ２とし、凹部５の底面５ｄからテーパ孔部５ｂ１と大径部５ｂ２との境界点５ｂ３までの高さをｈ４とした場合に、ｈ３＜ｈ４＜ｈ１＜ｈ２としている。

【0034】

この場合も、副部５ｂの開口端における凹部５の深さ方向と直交する面の断面積Ｓ２を、本体部５ａにおける凹部５の深さ方向と直交する面の断面積Ｓ１よりも大きく設定されることになる。

【0035】

図４に示すケース付ボンド磁石は、ケース２の凹部５は、前記した図１～図３に示す凹部５と同様、本体部５ａと、副部５ｂとからなる。この場合、ケース２に円筒形状の凹部６を形成するとともに、この凹部６の内径面の上方開口部に相対向する位置に切り欠き凹部７、７を形成することによって、副部５ｂを形成する。すなわち、本体部５ａは、凹部６における切り欠き凹部７、７よりも下方部位にて構成し、副部５ｂは、凹部６における切り欠き凹部７、７で構成する。従って、この場合も、副部５ｂの開口端における凹部５の深さ方向と直交する面の断面積Ｓ２を、本体部５ａにおける凹部５の深さ方向と直交する面の断面積Ｓ１よりも大きく設定されることになる。

【0036】

次に、上述した図１～図４におけるケース付ボンド磁石の製造方法を説明する。この場合、説明の簡略化のため、凹部５に副部５ｂを有さないケース２で説明する。また、ケース２内にボンド磁石１を挿入した後、封止材３を塗布する方法（第１の製造方法）と、封止材３を塗布したボンド磁石１をケース２に挿入する方法(第２の製造方法）がある。図５に第１の製造方法を示し、図６に第２の製造方法を示している。

【0037】

図５に示す第１の製造方法は、図５（ａ）に示すように、ケース２にその挿入開口部２ａから、封止材３が塗布されていない状態のボンド磁石１を挿入する。この状態では、ケース２の収納空所４(図１等の凹部５に対応する)の側面(周囲内壁４ａ)とボンド磁石１の側面（周囲外壁１ａ）との間に隙間Sａが設けられ、ボンド磁石１の上面１ｂの高さよりも収納空所４の開口端（挿入開口部２ａの開口端）４ｂよりも高く、ボンド磁石１の上面１ｂと、収納空所４の開口端４ｂとの間に隙間Ｓｂ（実際には、この隙間は副部５ｂで構成されることになる。）

【0038】

この状態で、ボンド磁石１の上面１ｂに封止材３を滴下する。この場合、封止材３として、硬化前の接触角θが５０°未満であり、濡れやすいので、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、ボンド磁石表面に自然に広がって、隙間Sａ、Ｓｂに封止材が浸入することになる。その後は、所定の温度（例えば、８０℃）で処理することで、封止材３を硬化させる。これによって、ケース付ボンド磁石を形成することができる。

【0039】

また、図６に示す第２の製造方法は、まず、図６（ａ）に示すように、ケース２の収納空所４の底面４ｃに封止材３（を滴下する。次に、図６（ｂ）に示すように、ケース２にその挿入開口部２ａから、封止材３が塗布されていない状態のボンド磁石１を挿入する。これによって、図６（ｃ）に示すように、封止材３が隙間Sａ、Ｓｂに封止材３が浸入することになる。その後は、所定の温度(例えば、 ８０ ℃）で処理することで、封止材３を硬化させる。これによって、ケース付ボンド磁石を形成することができる。この場合も、ケース２は有底円筒形状とされ、収納空所４としても、円形孔であり、ボンド磁石１が円柱形状とされる。

【0040】

このように、いずれの製造方法であっても、ボンド磁石１の廻りに、封止材３にて防錆被膜が形成されることになる。ところで、封止材３は所定の温度(例えば、８０℃）で処理することで硬化させるものであるが、この場合、その雰囲気は大気中などの酸化性雰囲気でも、窒素やアルゴン中などの不活性雰囲気、さらには真空中でも構わない。

【0041】

また、前記製造方法により防錆機能が不足する場合はさらに追加で防錆被膜を形成して複数の層としても良い。例えば、前記方法で形成した防錆被膜に、追加で封止材３を塗布して厚膜とする方法がある。封止材３の種類は前記のアルコキシシラン化合物からなる無機系封止材、各種シランカップリング剤、各種シリコーンオリゴマー、各種シリコーンオイル、各種シリコーン樹脂などが使用できる他、前記のものと相性の良い熱硬化性樹脂も選択できる。

【0042】

次に、図７（ａ）（ｂ）に示すように、副部５ｂを有さない場合と、図１に示すように副部５ｂを有する場合とを比較する。この場合、図７（ａ）に示すように、副部５ｂを有さない場合、凹部４に底面４ｃからボンド磁石１の上面１ｂまでの高さをｈ１とし、収納空所４の深さ寸法をｈ２として、ｈ１＜ｈ２とする。また、図７（ｂ）に示すように、副部５ｂを有する場合は図１に示す形状のものを使用する。すなわち、凹部５をその内径寸法Ｄ１が軸方向（深さ方向）に沿って均一な円筒形状の本体部５ａと、内径寸法Ｄ２が本体部５ａよりも大きい大径の副部５ｂとを有する。この図７（ｂ）に示すケース付ボンド磁石では、ボンド磁石１の上面の高さ位置ｈ１を、本体部５ａと副部５ｂとの境界点５ｃに合わせ、この高さをｈ３＝ｈ１とし、本体部５ａと副部５ｂとで構成される凹部５の深さ寸法をｈ２とした場合に、ｈ１＜ｈ２とする。

【0043】

そして、図７（ａ）のｈ１及びｈ２と、図７（ｂ）のｈ１及びｈ２とを一致させている。また、図７（ａ）の凹部４における、深さ方向に直交する面の断面積Ｓ１ａを、図７（ｂ）の凹部５の本体部５ａにおける、深さ方向に直交する面の断面積Ｓ１と同じに設定し、図７（ａ）及び図７（ｂ）ともに、外径寸法Ｄである短円円柱形状のボンド磁石を用いた。さらに図７（ｂ）では、副部５ｂにおける、深さ方向に直交する面の断面積Ｓ２は、断面積Ｓ１ｂよりも大きく設定されるが、この場合、０．６≦Ｓ１／Ｓ２≦０．８程度に設定される。

【0044】

図７（ａ）（ｂ）における封止材の充填量（液量）と液面との関係を図８のグラフ図に示し、大径の副部５ｂを有さないもの(従来品と呼ぶ)を破線で示し、大径の副部５ａを有するもの(発明品と呼ぶ)を実線で示している。このグラフ図からわかるように、発明品では、従来品に比べて、ｈ１とｈ２との間の空間で、発明品では、封止材３の充填量(液量)に対して充填高さの上昇を抑えることができる。言い換えると、ｈ２の高さまで、封止材３を充填するのに、多くの液量を必要とするのであって、液量をＸ軸とし、液面高さをＹ軸とした場合、ｈ１とｈ２との間の、従来品の液量と、液面高さとの関係は、ｈ１の高さ位置を原点とすれば、Ｙ＝ａＸとなり、発明品の液量と、液面高さとの関係は、ｈ１の高さ位置を原点とすれば、Ｙ＝ｂＸとなり、ａ＞ｂとなり、ｈ２の高さに封止材３が充填されるまで、大きくの液量を必要とすることになる。

【0045】

このため、副部５ｂの開口端における凹部５の深さ方向と直交する面の断面積Ｓ２を、本体部５ａにおける凹部５の深さ方向と直交する面の断面積Ｓ１よりも大きく設定されることにより、封止材の充填高さのばらつきを有効に低減することができる。また、この副部５ｂの空間の封止材充填層は硬化後にボンド磁石表面の防錆膜となるため、防錆膜の膜厚のばらつきを低減することができることになる。

【0046】

また、図１以外の図２～図４に示すケース付ボンド磁石であっても、副部５ｂの開口端における凹部５の深さ方向と直交する面の断面積Ｓ２を、本体部５ａにおける凹部５の深さ方向と直交する面の断面積Ｓ１よりも大きく設定されているので、防錆膜の膜厚のばらつきを低減することができることになる。

【0047】

図１～図４に示す本発明に係るケース付ボンド磁石では、ケース端面２ｂとボンド磁石端面１ｂの間の空間の断面積を大きくすることにより、封止材塗布時の塗布量に対しての液面上昇率、すなわちボンド磁石１の防錆膜厚の増加率を小さくすることができる。つまり、塗布量のばらつきがある際に防錆膜厚のばらつきが小さくでき、ねらいの膜厚での生産がより安定し、防錆性が安定したケース付ボンド磁石が得られる。

【0048】

ボンド磁石１の空隙率が１０％以下であるのが好ましい。空隙率が１０％以下であれば、磁気特性が高く、膜圧の確保の両立が可能となる。

【0049】

ケース２の空隙率が２０％以下であるのが好ましい。ケースの空隙率が２０％を越えれば、封止材がケース２の空隙に浸透してボンド磁石の表面に残る割合が少なくなり、安定した防錆膜が形成されないおそれがある。

【0050】

封止材３の硬化前の常温での粘度が０．０１（Ｐａ・ｓ）～１（Ｐａ・ｓ）であるのが好ましい。封止材はボンド磁石をケース内部に封止できるものであればよい。ケースの空隙とボンド磁石の空隙にそれぞれ浸透しない粘度を持つものが好ましく、具体的には０．０１（Ｐａ・ｓ）以上が好ましい。ただし、粘度が大きすぎるとケースとボンド磁石との隙間に入り込みづらく、ボンド磁石側面が露出してしまうことが多いため、１（Ｐａ・ｓ）以下が好ましい。

【0051】

ボンド磁石１をコンパウンド中の磁粉が体積比率で８５％～９０％含まれ、かつ樹脂バインダは体積比率で１０％～１５％含まれるコンパウンドを用いて製造されてなるものである。ボンド磁石には空隙が含まれており、成形条件により空隙率は変化する。空隙には封止材が浸透する可能性があり、浸透するほど表面に残りにくく、封止材をより多く使用する必要があるため、空隙率は１４％以下が好ましい。この際に磁粉が85～90%含まれるコンパウンドを用いた場合は、ボンド磁石中の磁粉の体積比率は75～85%、樹脂バインダの体積比率は9～15%である。（ここでの体積比率は、コンパウンド中の体積比率とは異なり、成形および熱処理による樹脂バインダの硬化を経て得られた最終的な成形体中の体積比率である。）

【0052】

ところで、凹部５の開口側の断面積を大きくすれば、防錆膜の膜厚のばらつきを低減することができることになる。このため、図９（ａ）に示すように、大径の凹部５Ａを形成したものとするこが考えられる。しかしながら、このような場合、図１に示す本発明に係る凹部５の本体部５ａの内径寸法よりも凹部５Ａの内径寸法が大きく、ボンド磁石１の周囲外壁１ａ側の隙間Ｓａが大きくなる。このため、封止材３を充填し硬化させる工程において、図９（ｂ）に示すように、凹部５Ａ内で傾斜する可能性がある。このように傾いた状態で、封止材３が硬化すれば、ボンド磁石上面の防錆膜の膜厚が不均一になり、薄膜になる箇所が発生したり、ボンド磁石の一部が防錆膜から露出したりして、防錆性が低下するおそれがある。

【0053】

しかしながら、各実施形態において、ケース２の凹部５には、ボンド磁石１の軸方向高さの途中、もしくは全体がボンド磁石１に沿うような壁面（最近接する面）を設ける。すなわち、凹部５の底面５ｄ側の断面積Ｓ１は凹部５の開口側端面の断面積Ｓ２に対して小さい。これにより、工程中にボンド磁石１に外力が加わった場合でも傾くのを防止することができる。また、凹部５の断面積が変わる境界点５ｃはボンド磁石１の重心Ｇ(図１参照)より高い位置にある設定とすることにより、有効に傾くのを防止できる。

【0054】

このように、ケース１の凹部５の断面積Ｓが変化する境界点５ｃがボンド磁石１の重心Ｇより高い位置にあるように構成することにより、凹部５に収納されるボンド磁石１は、傾くのを有効に防止できる。このため、境界点５ｃがボンド磁石１の重心Ｇより高い位置にあれば、ボンド磁石１の傾斜を防止でき、防錆膜の膜厚が小になることが生じたり、ボンド磁石１の一部が防錆膜が露出した状態になったりせず、安定した防錆膜を形成できる。

【0055】

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、本ケース付ボンド磁石は、車載メーター、エアコン、カラーコピー機のトナー転写で用いられるマグネットロールなどスピンドルモーターに限らず車載用、家電用、事務機器用などに用いることができる。

【0056】

また、図１に示すケース付ボンド磁石では、ボンド磁石１の上面１ｂ位置を、凹部５の本体部５ａと副部５ｂとの境界点５ｃに一致させていたが、ボンド磁石１の上面１ｂ位置が、凹部５の副部５ｂ内にあっても、凹部５の副部５ｂに侵入しないものであってもよい。すなわち、ボンド磁石１の上面１ｂの高さをｈ１とし、凹部５の本体部５ａと副部５ｂとの境界点５ｃの高さをｈ３とし、副部５ｂの開口端の高さをｈ２としたときに、ｈ１＝ｈ３であっても、ｈ１＞ｈ３であっても、ｈ１＜ｈ３であってもよい。

【0057】

また、図２に示すように、副部がテーパ孔部で構成される場合、ｈ１＝ｈ３であっても、ｈ１＞ｈ３であっても、ｈ１＜ｈ３であってもよい。図３に示すように、副部５ｂがテーパ孔部５ｂ１と大径部５ｂ２とで構成されている場合、ｈ１＝ｈ３であっても、ｈ１＞ｈ３であっても、ｈ１＜ｈ３であっても、ｈ１＝ｈ４であっても、ｈ１＜ｈ４であってもよい。

【0058】

なお、いずれの場合であっても、ｈ１＝ｈ２やｈ１＞ｈ２とならないようにするのが好ましい。すなわち、ｈ１＝ｈ２やｈ１＞ｈ２では、ボンド磁石１の上面１ｂが封止材３から露出することになるからである。

【0059】

図４におけるケース付ボンド磁石では、切り欠き凹部７を形成することで、副部５ｂを構成していたが、切り欠き凹部７の形状として、図例では、平面視において、一部に欠損部を有する円形状であったが、この図例のものに限るものではなく、矩形状や多角形状等種々の形状のもので構成できる。また、切り欠き凹部７の数としても２個に限るものではなく、さらに１個の切り欠き凹部７の断面積の変更も任意である。

【0060】

また、ボンド磁石１としては、凹部５の深さ方向と直交する面の断面積としては、８０ｍｍ²以下とするのが好ましい。８０ｍｍ²を越えれば、副部５ｂの開口端における凹部５の深さ方向と直交する面の断面積を、本体部５ａにおける凹部５の深さ方向と直交する面の断面積よりも大きくすることなく、膜厚のばらつきを小さくすることが可能である。

【実施例0061】

〈防錆膜厚評価〉
封止材の防錆膜の膜厚の評価を行った。この場合、表１に示すように、実施品１～１２、比較品１～１１の全２３種類について行った。実施品１～６、及び比較品１～５までは、封止材３として、二液性エポキシ樹脂を用い、実施品７～１２、比較品６～９までは、封止材３として、嫌気性接着剤を用いた。比較品１０は、一液性エポキシ樹脂を用い、比較品１１は、一液性防錆材を用いた。粘度としては、実施品１～６、及び比較品１～５までは、０．５（Ｐａ・ｓ）であり、実施品７～１２、比較品６～９までは、０．１（Ｐａ・ｓ）であり、比較品１０は、５（Ｐａ・ｓ）であり、比較品１１は、０．００９（Ｐａ・ｓ）である。

【0062】

また、実施品および比較品での、評価に用いるボンド磁石はＮｄ－Ｆｅ－Ｂ系の磁粉とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂からなるコンパウンドを圧縮成形し、所定の熱処理条件(例えば、１８０℃)でエポキシ樹脂を硬化させ作製した。ボンド磁石１は円柱形状であり、この時点では防錆処理は行っていない。ケース２はＳＵＳ３０４の粉末を用いて粉末冶金法により作製した。ケース２は一端に磁石を挿入する開口部がある概円柱形状である。

【0063】

ボンド磁石１とケース２の空隙率をまず算出した。各原料の真密度にその配合割合を掛けて算出した値を真密度とし、作製後の実測の密度との比率から求めた。ボンド磁石１の空隙率は、実施品１は、６％、実施品２は、７％、実施品３及び実施品４は、８％、実施品５は、１４％、実施品６は、１２％、比較品１は、７％、比較品２は、１０％、比較品３は、１３％、比較品４は、１６％、比較品５は、１５％であり、実施品７は、７％、実施品８は、６％、実施品９は、９％、実施品１０は、１０％、実施品１１は、１４％、実施品１２は１３％、比較品６は、８％、比較品７は、９％であり、比較品８は、１３％、比較品９は、１６％、比較品１０は、９％、比較品１１は８％である。ケース２の空隙率は、実施品１は、１７％、実施品２は、２０％、実施品３は、１７％、実施品４は、１８％、実施品５は、１６％、実施品６は、１９％、比較品１は、２２％、比較品２は、２３％、比較品３は、２２％、比較品４は、１７％、比較品５は、１９％であり、実施品７は、１８％、実施品８は、２０％、実施品９は、１７％、実施品１０は、１９％、実施品１１は、１８％、実施品１２は、１９％、比較品６は、２２％、比較品７は、２１％であり、比較品８は、２２％、比較品９は、１７％、比較品１０は、１７％、比較品１１は１８％である。

【0064】

空隙率の測定後は、ケース２の開口部にボンド磁石１を挿入し、その上面１ｂから封止材３を滴下して塗布した。その後、所定の熱処理条件(例えば、１２０℃)で封止材を硬化させ、ケース２とボンド磁石１とを固定し、かつボンド磁石表面に防錆膜を形成した。なお、ケース２の凹部５の壁面(内径面)とボンド磁石１の周囲外壁１ａとの隙間Ｓａは０．２ｍｍである。また、事前に東京計器（株）製のＢ型粘度計Ｂ８Ｌを用いて、２５℃で硬化前の状態の封止材の粘度を測定した。

【0065】

ボンド磁石表面の防錆膜膜厚はケース開口部端面を基準とした封止前後の磁石中央部の深さをソニーマグネスケール（株）製のＤＺ－５００に備え付けたソニーマグネスケール（株）製のＬＹ－１０１で測定し、その差分を膜厚とした。

【0066】

ボンド磁石表面の防錆膜膜厚は、実施品１は、０．１２０ｍｍ、実施品２は、０．１１２ｍｍ、実施品３は、０．１１６ｍｍ、実施品４は、０．１０１ｍｍ、実施品５は、０．０４２ｍｍ、実施品６は、０．０３７ｍｍ、比較品１は、０．０１６ｍｍ、比較品２は、０．０１４ｍｍ、比較品３は、０．００５ｍｍ、比較品４は、０．００９ｍｍ、比較品５は、０．０１１ｍｍであり、実施品７は、０．１３３ｍｍ、実施品８は、０．１３４ｍｍ、実施品９は、０．１０６ｍｍ、実施品１０は、０．１１０ｍｍ、実施品１１は、０．０６０ｍｍ、実施品１２は０．０６７ｍｍ、比較品６は、０．０１８ｍｍ、比較品７は、０．０１０ｍｍ、比較品８は、０．００５ｍｍ、比較品９は、０．００３ｍｍであり、比較品１０は、０．１３０ｍｍ、比較品１１は、０．００８ｍｍである。

【0067】

磁気特性は完成品をコンデンサ着磁器により飽和着磁した後に、所定の位置の磁束密度を（株）ＤＭＴ製のマグネットアナライザＭＡＤ－３００を用いて測定した。その結果を表１に示した。表１において、磁気特性において、二重丸は高いこと、一重丸（〇）は必要分は満足すること、バツ(×)は不足することを示している。

【表1】

【0068】

表１からわかるように、二液性エポキシ樹脂Ａ及び嫌気性接着剤Ｂについては、ケースの空隙率が２０％以下のもの、かつボンド磁石が１４％以下のものについては膜厚が０．１ｍｍ前後で形成されていることを確認した。逆に、ケースの空隙率が２１％以上のもの、もしくはボンド磁石が１５％以上のものは膜厚が０．０２ｍｍ以下程度であり、実施品の０．１ｍｍ前後とは差が大きい。滴下した封止材が空隙に浸透し、表面に残る割合が少なくなっていることが確認できる。

【0069】

一液性エポキシ樹脂Ｃについては、膜厚は実施品と同程度に形成されているが、粘度が高いことでケース２とボンド磁石１の隙間に入り込みにくく、ボンド磁石表面が露出している部分を確認した。一液性防錆塗料Ｄについては、ボンド磁石１やケース２の空隙率が高くても、粘度が低いことでケースやボンド磁石に浸透し、表面にほとんど膜が形成されない結果であった。

【0070】

また、ボンド磁石１の空隙率が１１％～１４％のものが十分な磁束密度を有していることは確認したが、空隙率が１０％以下のものは磁気特性がさらに高く膜厚の確保と両立できることを確認した。

【実施例0071】

〈防錆膜厚ばらつき、防錆機能評価〉
次に、図３に示す形状のもと同様の図１０（ａ）に示す形状のケース付ボンド磁石と、図１０（ｂ）に示すように、凹部５が副部５ｂを有さない円筒形状のケース２を用いたケース付ボンド磁石を用いた。また、ボンド磁石１として前記実施品３と同じ空隙率が８％のもの、ケース２として前記実施品３と同じ空隙率が１７％のものとした。封止材３としては、前記防錆膜厚評価で用いた、二液性エポキシ樹脂Ａ（(サンユレック株式会社製のＳＲ－１０／Ｈ－３３０)を用いた。

【0072】

また、ケース２の凹部４，５にボンド磁石１を挿入した状態で、封止材を±７ｍｇのばらつきの範囲で塗布し、所定の熱処理で封止材を硬化させ、ケース２とボンド磁石１を固定し、ボンド磁石表面の防錆膜を形成した。

【0073】

膜厚はケース凹部端面を基準とした封止前後の磁石中央部の深さをソニーマグネスケール（株）製のＤＺ－５００に備え付けたソニーマグネスケール（株）製のＬＹ－１０１で測定し、その差分を膜厚とし、作製した試料群の膜厚の標準偏差を膜厚ばらつきとした。

【0074】

次に、作製したケース付ボンド磁石を用いて、その防錆機能を耐食性試験により評価した。試験条件はＪＩＳ Ｚ２３７１：２０１５で示される中性塩水噴霧試験に準拠し、４８時間実施した。試験完了後は、水で試料を洗浄し、水分をよく拭き取った。その後、ボンド磁石表面をマイクロスコープで確認し、錆の存在有無を判断した。

【0075】

この場合、図９（ａ）（ｂ）の試料品（本発明品及び従来品）の寸法および試験結果を次の表２に示す。この場合、試料品としての本発明品は、実施品１３と実施品１４の２例であり、試料品としての従来品は、比較品１２及び比較品１３の２例である。なお、実施例１３，１４および比較品１３は図１０（ａ）に示す形状のもの、比較品１２は図（ｂ）に示す形状のものである。

【表2】

【0076】

凹部の底面の断面積を、実施品１３，１４、および比較品１２、１３とも３０．２ｍｍ²とし、凹部端面の断面積を、実施品１３では４６．６ｍｍ²とし、実施品１４では７５．４ｍｍ²とし、比較品１２（副部を有さない従来品）では３０．２ｍｍ²とし、比較品１２では、８３．３ｍｍ²としている。また、凹部全体の深さ寸法(凹部高さ寸法)は、実施品１３，１４、および比較品１２、１３とも４ｍｍであり、断面積の変化点(境界)の高さは、実施品１３では３．１５ｍｍであり、実施品１４では２．１ｍｍであり、比較品１２は断面積の変化点(境界)は有さないので、表２では凹部の全体深さである４ｍｍとし、比較品１３では、１．８５ｍｍとした。

【0077】

防錆膜（ボンド磁石の上面を被覆する被覆層）の平均膜厚は、実施品１３では０．０８９ｍｍであり、実施品１４では０．１０５ｍｍであり、比較品１２では０．１１６ｍｍであり、比較品１３では、０．０７５ｍｍであった。また、膜厚ばらつきは、実施品１３では０．０５６ｍｍであり、実施品１４では０．０４９ｍｍであり、比較品１２では０．０６１ｍｍであり、比較品１３では、０．０３２ｍｍであった。

【0078】

比率(凹部端面の断面積に対する凹部の底面の断面積の比率)は、比較品１２を基準として、実施品１３では－８％となり、実施品１４では－２０％となり、比較品１３では－４８％となった。

【0079】

表２からわかるように、凹部の断面形状がストレートである比較品１２（従来形状である図８（ｂ））を基準として、凹部端面断面積を大きくするほど、膜厚ばらつきを低減している効果を確認した。ただし、比較品１３では工程中に磁石が傾き、封止材が硬化したものも発生し、測定膜厚のばらつきは小さいものの、中央からずれた箇所で局所的に薄膜になったものもあったため、不合格のものも発生した。すなわち、表２において、耐食試験合否として、比較品１２、実施品１３、及び実施品１４が合格であり、比較品１３は不合格であった。なお、表２において、合格を〇とし、不合格を×としている。