JPH02308512A - 偏倚異方性を有するR―Fe―B系永久磁石及びその製造方法 - Google Patents
偏倚異方性を有するR―Fe―B系永久磁石及びその製造方法Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
本発明は焼結磁石と比較して耐蝕性に優れ加工劣化、水
素劣化が少なく保磁力の大きい磁気異方性R−Fe−B
系永久磁石に関し、特にその磁気異方性方向の改善と、
その製造方法に関するものである。
素劣化が少なく保磁力の大きい磁気異方性R−Fe−B
系永久磁石に関し、特にその磁気異方性方向の改善と、
その製造方法に関するものである。
資源希少なSmを本質的に必要とせず、かつ最大エネル
ギー積の大きなR−Fe−B系焼結磁石は特公開61−
34242号公報等に記載されている。
ギー積の大きなR−Fe−B系焼結磁石は特公開61−
34242号公報等に記載されている。
しかしながら、これ等従来の磁気異方性焼結永久磁石は
加工劣化及び水素劣化が大きく又耐蝕性にも問題がある
などいろいろな欠点を有する。
加工劣化及び水素劣化が大きく又耐蝕性にも問題がある
などいろいろな欠点を有する。
一方、R−Fe−B系合金の溶融物を104℃/S以上
の冷却速度により超急冷固化させ作製した合金粉末ある
いは薄帯は、平均結晶粒径が0.01〜1.0μmと小
さく焼結磁石とは異なる機構により高い固有保磁力を有
している。この合金粉末あるいは薄帯を温間で圧密、温
間塑性加工により磁気異方性化した板状あるいは円板状
磁石は平均結晶粒径が0.01〜1μmの金属組織(以
下異方性超微細組織という)を有し、保磁力15kGe
、残留磁束密度11kG、最大エネルギー積3QMGO
e以上の高い磁気特性を有しており前記焼結磁石に比較
して耐蝕性に優れ加工劣化、水素劣化も著しく少ない。
の冷却速度により超急冷固化させ作製した合金粉末ある
いは薄帯は、平均結晶粒径が0.01〜1.0μmと小
さく焼結磁石とは異なる機構により高い固有保磁力を有
している。この合金粉末あるいは薄帯を温間で圧密、温
間塑性加工により磁気異方性化した板状あるいは円板状
磁石は平均結晶粒径が0.01〜1μmの金属組織(以
下異方性超微細組織という)を有し、保磁力15kGe
、残留磁束密度11kG、最大エネルギー積3QMGO
e以上の高い磁気特性を有しており前記焼結磁石に比較
して耐蝕性に優れ加工劣化、水素劣化も著しく少ない。
(発明が解決しようとする問題点〕
上記従来の異方性超微細組織を有するR−Fe−B系永
久磁石においては、磁気異方性礎磁場を使用せずに温間
塑性加工により付与するという特殊な工程を取る為に、
例えば円板状の磁石の磁気異方性方向はC軸が磁石全般
に亘り円板面に垂直な法線方向であり、又円筒状磁石に
おいては押し出し加工により径方向にC軸が一様に配向
するようなものに限定されていた。
久磁石においては、磁気異方性礎磁場を使用せずに温間
塑性加工により付与するという特殊な工程を取る為に、
例えば円板状の磁石の磁気異方性方向はC軸が磁石全般
に亘り円板面に垂直な法線方向であり、又円筒状磁石に
おいては押し出し加工により径方向にC軸が一様に配向
するようなものに限定されていた。
しかしながら、永久磁石を用いた応用品として、永久磁
石を使用して磁気回路を設計する場合には、例えば円板
状磁石においては磁化容易方向がその中心軸方向に偏倚
したような異方性を付与した磁石を用いた方が効率的な
回路設計となる。又ボイスコイルアクチュエーター(以
下VCMという)等に用いられる平板状磁石においては
、軟磁性のヨークと接合される側において容易磁化方向
がボイスコイル移動方向に対して中央部方向に偏倚して
いるような配向を有している磁石を用いる方が効率的で
ある。又回転機のステーターとして使用されるアークセ
グメント状の磁石においては円弧の法線方向に全体が一
様に磁化された永久磁石を使用するよりも円弧中心より
容易磁化方向が偏倚したものを使用する方がコギングト
ルクも少なく効果的な設計となる。
石を使用して磁気回路を設計する場合には、例えば円板
状磁石においては磁化容易方向がその中心軸方向に偏倚
したような異方性を付与した磁石を用いた方が効率的な
回路設計となる。又ボイスコイルアクチュエーター(以
下VCMという)等に用いられる平板状磁石においては
、軟磁性のヨークと接合される側において容易磁化方向
がボイスコイル移動方向に対して中央部方向に偏倚して
いるような配向を有している磁石を用いる方が効率的で
ある。又回転機のステーターとして使用されるアークセ
グメント状の磁石においては円弧の法線方向に全体が一
様に磁化された永久磁石を使用するよりも円弧中心より
容易磁化方向が偏倚したものを使用する方がコギングト
ルクも少なく効果的な設計となる。
本発明は平均結晶粒径が0.01〜1μmで例えば対向
する2つの磁極面の内、一方の磁極面に比較して大きい
磁気異方性垂直度を有するものであって、その磁気異方
性は温間塑性加工による粒子配向により付与したことを
特徴とするR−Fe−8−系永久磁石およびその製造方
法である。
する2つの磁極面の内、一方の磁極面に比較して大きい
磁気異方性垂直度を有するものであって、その磁気異方
性は温間塑性加工による粒子配向により付与したことを
特徴とするR−Fe−8−系永久磁石およびその製造方
法である。
本発明は配向磁場を使用出来ない異方性超微細組織型の
R−Fe−B磁石に偏倚した異方性を付与することによ
り効率的な磁気回路設計を可能としたものである。
R−Fe−B磁石に偏倚した異方性を付与することによ
り効率的な磁気回路設計を可能としたものである。
本発明において平均結晶粒径とは主相となるR2Fel
4B型金属間化合物のC軸方向から見て結晶粒を球状近
似したときの球の直径を30個以上の結晶粒について平
均した値である。平均結晶粒径が0.01μm未満の場
合は保磁力が低く又1μmを越えても同様の保磁力が低
下し満足な永久磁石特性が得られない。
4B型金属間化合物のC軸方向から見て結晶粒を球状近
似したときの球の直径を30個以上の結晶粒について平
均した値である。平均結晶粒径が0.01μm未満の場
合は保磁力が低く又1μmを越えても同様の保磁力が低
下し満足な永久磁石特性が得られない。
本発明において偏倚異方性を付与する手段としては例え
ばアークセグメント状の偏倚異方性磁石の場合は平行な
端面を有する上下パンチの間で、550〜s o o
’cで圧縮据込み加工により平板状の平板面に垂直な方
向に異方性を付与した粗材をアーク状の上下パンチを有
するダイス中で再び500〜800℃で塑性変形を施す
ことにより異方性方向が円弧に対して連続的に偏倚した
永久磁石を得ることが可能である。(第1図)また例え
ば偏倚した板状磁石の場合には曲率を有する上下パンチ
間で、600〜800℃予め塑性加工した永久磁石を5
00〜800℃で平行な上下パンチを有するダイス内で
再度塑性変形させることにより異方性化方向が板面に対
して傾いた異方性を有する磁石を得ることが出来る。(
第2図)更に板状あるいは円板状磁石において局所的に
磁化容易方向が偏倚したものを得るには圧縮据込み加工
時にダイス側面より300 kg/c1i1以上の側圧
を付加することにより磁石端部において異方性化方向が
局所的に偏倚した永久磁石を得ることが出来る。
ばアークセグメント状の偏倚異方性磁石の場合は平行な
端面を有する上下パンチの間で、550〜s o o
’cで圧縮据込み加工により平板状の平板面に垂直な方
向に異方性を付与した粗材をアーク状の上下パンチを有
するダイス中で再び500〜800℃で塑性変形を施す
ことにより異方性方向が円弧に対して連続的に偏倚した
永久磁石を得ることが可能である。(第1図)また例え
ば偏倚した板状磁石の場合には曲率を有する上下パンチ
間で、600〜800℃予め塑性加工した永久磁石を5
00〜800℃で平行な上下パンチを有するダイス内で
再度塑性変形させることにより異方性化方向が板面に対
して傾いた異方性を有する磁石を得ることが出来る。(
第2図)更に板状あるいは円板状磁石において局所的に
磁化容易方向が偏倚したものを得るには圧縮据込み加工
時にダイス側面より300 kg/c1i1以上の側圧
を付加することにより磁石端部において異方性化方向が
局所的に偏倚した永久磁石を得ることが出来る。
〔実施例1〕
Nd13.5FebafCO+oGa+B6の組成の合
金を溶融メルトスピニングにより超急冷し、厚さ約30
amで巾5mm、長さ10〜30μmの薄帯を得た。こ
の薄帯はX線回折の結果非晶質と結晶質の混合物であっ
た。
金を溶融メルトスピニングにより超急冷し、厚さ約30
amで巾5mm、長さ10〜30μmの薄帯を得た。こ
の薄帯はX線回折の結果非晶質と結晶質の混合物であっ
た。
次いで、この薄帯を500μm以下に粗粉砕し冷間で3
トン/C艷の圧力で(15X10X8mmの)圧粉体と
し得られた圧粉体を加熱しながら金型中で1トン/dの
圧力を印加して圧密後、平行なパンチ間で高さが174
(圧縮率75%)になるまで圧縮据込み加工を行ない、
30×20×2InI11の平板状の磁石体を得た。
トン/C艷の圧力で(15X10X8mmの)圧粉体と
し得られた圧粉体を加熱しながら金型中で1トン/dの
圧力を印加して圧密後、平行なパンチ間で高さが174
(圧縮率75%)になるまで圧縮据込み加工を行ない、
30×20×2InI11の平板状の磁石体を得た。
この平板状の磁石体を再度600℃に加熱し、アーク状
の上下パンチを有するダイス中で塑性変形させ、厚さ2
皿の円弧状の磁石体を得た。
の上下パンチを有するダイス中で塑性変形させ、厚さ2
皿の円弧状の磁石体を得た。
この円弧状磁石体を磁石体が有する曲率と同曲率の磁極
面を有する着磁機内で飽和着磁し偏倚異方性を付与した
。このように着磁した永久磁石を界磁用磁石として組み
込んだ2極ブラシレスモークの界磁波形を第3図に示す
。比較例で示す従来技術においては界磁波形が台形波状
となり大きなコギングトルクがかかる。本発明による偏
倚異方性を有する永久磁石を用いることにより正弧波に
近い界磁波形を得ることが出来、モータのコギングトル
クを低減出来ることが分る。
面を有する着磁機内で飽和着磁し偏倚異方性を付与した
。このように着磁した永久磁石を界磁用磁石として組み
込んだ2極ブラシレスモークの界磁波形を第3図に示す
。比較例で示す従来技術においては界磁波形が台形波状
となり大きなコギングトルクがかかる。本発明による偏
倚異方性を有する永久磁石を用いることにより正弧波に
近い界磁波形を得ることが出来、モータのコギングトル
クを低減出来ることが分る。
〔実施例2〕
実施例1と同様に超急薄帯を圧密化して得た20X30
X20tmmの圧密体を750℃でアーク状の上下パン
チを有するダイス空間で圧縮据込み加工し、厚さ10m
mのアーク状の磁石体を得た。この磁石体を再び750
℃に加熱し、平行な上下パンチを有するダイス空間にて
引き続き圧縮据込み加工し、厚さ5皿1の異方性磁石を
得た。この平板状磁石の厚さ方向に平行な磁界を印加し
着磁した。
X20tmmの圧密体を750℃でアーク状の上下パン
チを有するダイス空間で圧縮据込み加工し、厚さ10m
mのアーク状の磁石体を得た。この磁石体を再び750
℃に加熱し、平行な上下パンチを有するダイス空間にて
引き続き圧縮据込み加工し、厚さ5皿1の異方性磁石を
得た。この平板状磁石の厚さ方向に平行な磁界を印加し
着磁した。
この磁石表面の磁束密度を測定した結果を第4図に示す
。
。
第4図から明らかなように本発明によれば磁石の有効長
全域に亘り極めて均一な磁界が得られることが分る。
全域に亘り極めて均一な磁界が得られることが分る。
本発明によれば各種磁気回路の効率化が容易に可能であ
る。
る。
第1図は本発明に係るアーク状偏倚異方性磁石の異方性
化の方法を模式的に示す図、 第2図は平板状磁石の異方性化の方法を示す模式図、 第3図は第1図に示す偏倚異方性磁石をステータとして
組み込んだモータの界磁波形と、従平の異方性磁石をス
テータとしたモータの界磁波形との比較図、 第4図は偏倚異方性を有する平板状磁束の表面磁束波形
図である。 第1図 第2図
化の方法を模式的に示す図、 第2図は平板状磁石の異方性化の方法を示す模式図、 第3図は第1図に示す偏倚異方性磁石をステータとして
組み込んだモータの界磁波形と、従平の異方性磁石をス
テータとしたモータの界磁波形との比較図、 第4図は偏倚異方性を有する平板状磁束の表面磁束波形
図である。 第1図 第2図
Claims (3)
- (1)平均結晶粒径が0.01〜1.0μmであり対向
する磁極面の内、一方の磁極面が他方の磁極面とは相異
する磁気方向ベクトルと高い残留磁束密度を有するR−
Fe−B系永久磁石(ここでRはイットリウムを含む1
種又は2種以上の希土類元素、Bはボロン、Tは遷移金
属)であって前記磁気異方性が無磁場温間塑性加工によ
る粒子配向によるものであることを特徴とする偏倚異方
性方向を有するR−Fe−B系永久磁石。 - (2)上記合金組成が実質的にNdあるいはPrを主体
とする希土類元素11〜18at%、ボロン4〜11a
t%、残部がFeを主体とする遷移金属と不可避不純物
からなる特許請求の範囲第1項の偏倚異方性方向を有す
るR−Fe−B系永久磁石合金。 - (3)R−Fe−B系合金の溶融物を10^4^℃/S
以上の超急冷により固化させ非晶質あるいは一部又は全
部結晶化した合金を作製した後、粉末状とし圧密化した
形成体を550〜800℃で温間で上下パンチによる加
圧で塑性変形させることで平均粒径が0.01〜1.0
μmで上下パンチ面にほぼ直角な磁気異方性を有する板
状あるいはアーク状磁石部材を得た後、再度500〜8
00℃の温間でアーク状、あるいは板状に塑性加工する
ことにより偏倚異方性を付与することを特徴とするR−
Fe−B系永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13034489A JPH02308512A (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 偏倚異方性を有するR―Fe―B系永久磁石及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13034489A JPH02308512A (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 偏倚異方性を有するR―Fe―B系永久磁石及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02308512A true JPH02308512A (ja) | 1990-12-21 |
Family
ID=15032145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13034489A Pending JPH02308512A (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 偏倚異方性を有するR―Fe―B系永久磁石及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02308512A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2006204007A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ラジアル磁気異方性磁石モータ |
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| JP2016032023A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | 日東電工株式会社 | 永久磁石、永久磁石の製造方法、回転電機及び回転電機の製造方法 |
| JPWO2016152978A1 (ja) * | 2015-03-24 | 2018-01-25 | 日東電工株式会社 | 非平行の磁化容易軸配向を有する希土類永久磁石形成用焼結体の製造方法 |
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