JPH02269463A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、永久磁石を使用し°た、 に関する。

リニアモータ ［従来の技術］ 従来のリニアモータに使用されている永久磁石としては
、アルニコ、ハードフェライト及び希土類−遷移金属系
磁石がある。特に、希土類−遷移金属系磁石である希土
類コバルト系永久磁石や、希土類鉄ボロン系永久磁石は
高い磁気性能が得られるので従来から多くの研究開発が
行なわれている。

従来、これら希土類−遷移金属系永久磁石の製造方法に
関しては、 （１）粉末冶金に基づく焼結による方法。

（２）非晶質合金を製造するのに用いる急冷薄体装置で
、厚さ３０μｍ程度の急冷薄片を作り、その薄片を樹脂
結合法で磁石にするメルトスピニング法による急冷薄片
を用いた樹脂結合法。

（３）上記（２）の方法で使用した急冷薄片を２段階の
ホットプレスで機械的配向処理を行なう方法。

などが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 希土類コバルト系の磁石は、高いエネルギー積を持ち、
且つ保磁力も大きいことからリニアモータ用の永久磁石
としては最適であるが、原料が高価である上に、焼結磁
石の場合その製造工程が、溶解、鋳造により合金インゴ
ットを作製し、粉砕して３μｍ程度の粒径を有する磁石
粉とした後、成形助材であるバインダーと混練され、磁
場中でプレス成形し、この成形体をアルゴン中で１００
℃前後の温度で１時間焼結して、その後６００℃前後の
温度で熱処理しなくてはならないために、複雑であり磁
石が更に高価になってしまうと言う課題を有していた。

また原料コストの安い希土類鉄ボロン系の焼結磁石にお
いても焼結法により製造する場合、合金を粉末にする工
程が必須であるが、希土類鉄ボロン系合金は酸素に対し
て非常に活性であり、そのため粉末工程を経ると表面積
が瑠え、酸化が激しくなり焼結体中の酸素温度はどうし
ても高くなってしまう。また、粉末を成形するときに、
たとえばステアリン酸亜鉛のような成形助材を使用しな
ければならない。これは焼結の前工程で取り除かれるが
、数割は磁石の中に炭素の形で残ってしまい希土類鉄ボ
ロン系磁石の磁気性能を低下させてしまうと言う問題が
ある。

成形助材を加えてプレス成形した後の成形体はたいへん
脆く、ハンドリングが難しい。従って、焼結炉にきれい
に並べて入れるのは相当の手間がかかることも大きな欠
点である。

また、異方性の磁石を得るためには磁場中でプレス成形
しなければならず、磁場電源、コイル等の大きな装置が
必要となる。

以上の欠点があるので、一般的に希土類鉄ボロン系の永
久磁石の製造には高価な設備が必要になるばかりでなく
、生産効率も悪くなり、磁石の製造コストが高くなって
しまう。従って、比較的原料の安い希土類鉄ボロン系磁
石の長所を活かすことができなかった。

加えて焼結磁石は脆く割れ易いため、例えばヨークへの
張り付は等、組立性の点から言っても問題があった。

そこで本発明は、このような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、希土類元素（但しイツトリウ
ムを含Ｑ）−遷移金属−ボロンを基本組成とし、合金を
溶解・鋳造を基本工程上して熱間加工を施すか、または
、鋳造インゴットを粉砕し、熱間加工を行なうだけの簡
単な製造方法で実現でき、且つヨークも同時に製造でき
る希土類磁石を使用することにより、小型・高効率なリ
ニアモータを低コストで提供するところにある。

［課題を解決するための手段１ 本発明のリニアモータは、永久磁石を用いたリニアモー
タにおいて、永久磁石として希土類元素（但しイツトリ
ウムを含む）と遷移金属、及びボロンを基本成分とする
希土類磁石を使用して形成し、その製造方法が、合金を
溶解、鋳造し、ついで鋳造インゴットを軟磁性体で覆い
、５００℃以上で熱間加工を施し、その後２５０℃以上
の温度で熱処理を行なうか、または、合金を溶解し、軟
磁性体でできた鋳型に鋳造し、更に鋳造インゴットを鋳
型ごと５００℃以上で熱間加工を施し、その後２５０℃
以上の温度で熱処理を行なうか、または、希土類元素（
但しイツトリウムを含む）と遷移金属、及びボロンを基
本成分とする合金を溶解し、鋳型に鋳造し得られた希土
類磁石を界磁用永久磁石としたことを特徴とする。

［実施例］ 第１図に本発明のリニアモータの一実施例の斜視図、及
び要部断面図を示す。永久磁石１０１がヨーク１０２内
に設置され、該永久磁石１０１と一定の空隙を持って固
定子１０６内に配設されたコイル１０５が対向配置され
、可動子１０４は、例えばベアリング１０３により固定
子１０６上を直動可能な状態に構成されている。

以下に、詳細なリニアモータの製造方法を述べる。

第１表に本発明で作製した磁石の合金組成を示す。但し
、磁石の組成としては第１表に示した組成に限らず、希
土類金属としては、Ｙ、　　Ｌａ、　　Ｃｅ、　　Ｐｒ
、　　Ｎｄ％Ｓｍ、　　Ｅｕ％Ｇｄ、　　Ｔｂ、　　Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕが候補としてあげら
れ、これらの内１種、あるいは２種以上を組み合わせて
用いられる。最も高い磁気特性は、Ｐｒで得られる。

第１表 遷移金属としてはＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ等が候補として挙げ
られ、これらの内１種、あるいは２種以上を組み合わせ
て用いられる。また、少量の添加元素、例えば重希土類
のＤｙ、’ｒｂ等や、Ａ１、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｇａ等は保磁
力の向上に有効である。

第１表の組成となるように、希土類、遷移金属及びボロ
ンを秤量し、誘導加熱炉で溶解鋳造し、第２図に示すよ
うに鋳造インゴット２０１を純鉄のシース２０２で覆う
。これを９５０℃で熱間圧延を施した。加工率は、８０
％である。

第２図に示すように熱間圧延加工により磁石の磁化容易
方向が加圧方向に対して平行になる。その後、１０００
℃、２４時間の熱処理を施し、シースのついた永久磁石
を製造した。

このヨーク一体形磁石の磁気特性を第２表に示す。十分
に実用に耐える磁石が得られていることが分かる。

第２表 純鉄のシースをそのまま第１図のヨーク１０２として使
用するために、永久磁石１０１と一体となった状態を得
ている。永久磁石とヨークとの境界は、固相接合となっ
ているために十分な密着力を持っている。不要なシース
部分を除去し、界磁用の磁気回路を構成した。

［発明の効果１ 以上述べたように、本発明のリニアモータは、永久磁石
の基本成分が希土類元素（但しイツトリウムを含む）と
遷移金属、及びボロンからなり、鋳造及び熱間加工によ
って得られ、且つ、シースをヨークの材料とすることに
より、ヨーク一体形の永久磁石を可動部に用いるので、
以下に示す効果を有する。

（１）磁石強度が高く、使用時の振動衝撃によって磁石
が破損する可能性が少ない。

（２）磁石の製造時に粉末化工程を経ないため磁石中の
酸素温度が低く、耐食性の優れた磁気回路が得られ、装
置の信頼性が高い。

（３）シースをヨーク材料として使用できるので、磁気
回路を製作するための工程が大幅に軽減でき、安価で高
性能なリニアモータを構成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ） 本発明のリニアモータの斜視 図。 第１図 断面図。 第２図 図。 （ｂ）　は、 （ａ）、 本発明のリニアモータの要部 （ｂ）　　は、 磁石の製造工程説明 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　鈴木喜三部（他１名） −鞭 千１１￥ｌ （代） ＋ｏ４可１ｈシ 矛１１ｈ（ｂ） ↑ ↑ ↑ （α） 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）永久磁石を用いたリニアモータにおいて、前記永
   久磁石として希土類元素（但しイットリウムを含む）と
   遷移金属、及びボロンを基本成分とする希土類磁石を使
   用したことを特徴とするリニアモータ。
2. （２）希土類元素（但しイットリウムを含む）と遷移金
   属、及びボロンを基本成分とする合金を溶解、鋳造し、
   ついで鋳造インゴットを軟磁性体で覆い、５００℃以上
   で熱間加工を施し、その後２５０℃以上の温度で熱処理
   を行ない製造された希土類磁石を永久磁石としたことを
   特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
3. （３）希土類元素（但しイットリウムを含む）と遷移金
   属、及びボロンを基本成分とする合金を溶解し、軟磁性
   体でできた鋳型に鋳造し、更に鋳造インゴットを鋳型ご
   と５００℃以上で熱間加工を施し、その後２５０℃以上
   の温度で熱処理を行ない製造された希土類磁石を永久磁
   石としたことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ
   。
4. （４）希土類元素（但しイットリウムを含む）と遷移金
   属、及びボロンを基本成分とする合金を溶解し、鋳型に
   鋳造し、製造された希土類磁石を永久磁石としたことを
   特徴とする請求項１記載のリニアモータ。