JPH0330962B2 - - Google Patents
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- JPH0330962B2 JPH0330962B2 JP58224750A JP22475083A JPH0330962B2 JP H0330962 B2 JPH0330962 B2 JP H0330962B2 JP 58224750 A JP58224750 A JP 58224750A JP 22475083 A JP22475083 A JP 22475083A JP H0330962 B2 JPH0330962 B2 JP H0330962B2
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- Japan
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- magnet
- alloy
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/2726—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of a single magnet or two or more axially juxtaposed single magnets
- H02K1/2733—Annular magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/02—Permanent magnets [PM]
- H01F7/0205—Magnetic circuits with PM in general
- H01F7/021—Construction of PM
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はモータのロータ用永久磁石に係るもの
で、特にマンガン・アルミニウム・炭素系合金磁
石のロータ用磁石に関するものである。
で、特にマンガン・アルミニウム・炭素系合金磁
石のロータ用磁石に関するものである。
従来例の構成とその問題点
最近、ステツピングモータなど永久磁石を用い
たモータの市場が拡大し、モータ用磁石の需要が
高まつている。この中でマンガン・アルミニウ
ム・炭素（Mn−Al−Ｃ）系合金磁石は、68〜73
重量％のMnと（１／10Mn−6.6）〜（１／３Mn− 22.2）重量％のＣ（ただし、式中のMnはマンガン
成分の重量％を示す。）と残部がAlからなる３元
系及びこの３元系に少量の添加物を含めた４元系
以上の多元系合金磁石が知られており、これらを
総称するものであり、530℃〜830℃の温度で温間
塑性加工することにより、軸方向または面内方向
に磁化容易方向をもつた円柱磁石を容易に作るこ
とができ、これらの磁石は機械的強度が強く高精
度の切削加工ができることから、モータ用磁石と
して最適であり注目されている。
たモータの市場が拡大し、モータ用磁石の需要が
高まつている。この中でマンガン・アルミニウ
ム・炭素（Mn−Al−Ｃ）系合金磁石は、68〜73
重量％のMnと（１／10Mn−6.6）〜（１／３Mn− 22.2）重量％のＣ（ただし、式中のMnはマンガン
成分の重量％を示す。）と残部がAlからなる３元
系及びこの３元系に少量の添加物を含めた４元系
以上の多元系合金磁石が知られており、これらを
総称するものであり、530℃〜830℃の温度で温間
塑性加工することにより、軸方向または面内方向
に磁化容易方向をもつた円柱磁石を容易に作るこ
とができ、これらの磁石は機械的強度が強く高精
度の切削加工ができることから、モータ用磁石と
して最適であり注目されている。
この中で、ロータ用磁石としてMn−Al−Ｃ系
合金磁石を用いる場合、円柱磁石であるため、そ
の中心部に軸取付孔を設けなければならない。
Mn−Al−Ｃ系合金磁石は切削加工が可能な磁石
ではあるが、硬度が高いため超硬工具を用いなけ
ればならず、この孔あけ加工がコスト高の大きな
要因となつていた。
合金磁石を用いる場合、円柱磁石であるため、そ
の中心部に軸取付孔を設けなければならない。
Mn−Al−Ｃ系合金磁石は切削加工が可能な磁石
ではあるが、硬度が高いため超硬工具を用いなけ
ればならず、この孔あけ加工がコスト高の大きな
要因となつていた。
この解決策の１つとして、鋳造時にMn−Al−
Ｃ系合金の穴あきビレツトと中実体ビレツトを作
り双方を潤滑済を介してはめあわせ、押出加工な
どの温間塑性加工を施して異方性永久磁石として
から、中心部の中実体を抜いて円筒形の永久磁石
を作る方法が考案されたが、この方法では抜く工
程が必要であることと、円筒形磁石の内周部が必
らずしも円とはならず、多少ゆがみのあることが
あり、最終的には内周部を切削加工しなければな
らず、コスト高となつていた。
Ｃ系合金の穴あきビレツトと中実体ビレツトを作
り双方を潤滑済を介してはめあわせ、押出加工な
どの温間塑性加工を施して異方性永久磁石として
から、中心部の中実体を抜いて円筒形の永久磁石
を作る方法が考案されたが、この方法では抜く工
程が必要であることと、円筒形磁石の内周部が必
らずしも円とはならず、多少ゆがみのあることが
あり、最終的には内周部を切削加工しなければな
らず、コスト高となつていた。
発明の目的
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので
Mn−Al−Ｃ系合金磁石を用いた孔あけ加工の容
易な低価格のロータ用永久磁石を提供することを
目的とする。
Mn−Al−Ｃ系合金磁石を用いた孔あけ加工の容
易な低価格のロータ用永久磁石を提供することを
目的とする。
発明の構成
本発明のロータ磁石は、上記の目的を達成する
ため、下記の構造により主として構成されている
ことを特徴とする。すなわち、外周部はMn−Al
−Ｃ系合金磁石、内周部は切削加工の容易な銅合
金、望ましくは黄銅、及びこれらの境界部は双方
からの拡散により形成される拡散形成層部からな
る。
ため、下記の構造により主として構成されている
ことを特徴とする。すなわち、外周部はMn−Al
−Ｃ系合金磁石、内周部は切削加工の容易な銅合
金、望ましくは黄銅、及びこれらの境界部は双方
からの拡散により形成される拡散形成層部からな
る。
本発明は鋳造時にMn−Al−Ｃ系合金の穴あき
ビレツトを作り、その中に銅合金、望ましくは黄
銅（Cu−Zn系）をはめあわせて押出加工などの
温間塑性加工を行い、Mn−Al−Ｃ系合金を異方
性永久磁石とし、ロータ磁石の軸孔部には銅合金
部分が当るようにしたものである。銅合金は通常
のドリルにより極めて容易に孔あけ加工をするこ
とができる。Mn−Al−Ｃ系永久磁石と銅合金、
望ましくは黄銅は、それの境界部で拡散形成層部
を作つて強固に融着するため高速回転や高トルク
に対して十分に耐えられ、離れたりすることはな
い。
ビレツトを作り、その中に銅合金、望ましくは黄
銅（Cu−Zn系）をはめあわせて押出加工などの
温間塑性加工を行い、Mn−Al−Ｃ系合金を異方
性永久磁石とし、ロータ磁石の軸孔部には銅合金
部分が当るようにしたものである。銅合金は通常
のドリルにより極めて容易に孔あけ加工をするこ
とができる。Mn−Al−Ｃ系永久磁石と銅合金、
望ましくは黄銅は、それの境界部で拡散形成層部
を作つて強固に融着するため高速回転や高トルク
に対して十分に耐えられ、離れたりすることはな
い。
実施例の説明
以下、本発明を図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明のロータ用永久磁石の模式的斜
視図である。１はMn−Al−Ｃ系合金磁石、２は
銅合金、３は軸孔、４は拡散形成層部で実際は約
100〜300μmと薄いが、この図では誇張して大き
く描いてある。
視図である。１はMn−Al−Ｃ系合金磁石、２は
銅合金、３は軸孔、４は拡散形成層部で実際は約
100〜300μmと薄いが、この図では誇張して大き
く描いてある。
この本発明のロータ磁石について、銅合金とし
て黄銅を用いた場合の一つの作成法を例にして説
明する。
て黄銅を用いた場合の一つの作成法を例にして説
明する。
70.0重量％Mnと0.5重量％Ｃと残部AlのMn−
Al−C3元組成100重量％に対して0.8重量％のNi
を添加した４元系合金を溶解し、外径70mm、内径
25mmの下端を閉じた円筒体のビレツトを鋳造によ
り作成した。このビレツトを1100℃で２時間溶体
化処理を施してから放冷し、このビレツトの中に
黄銅の中実体をはめあわせ、700℃にて外径48mm
のビレツトに押出加工した。この際使用した黄銅
はCu60％、Zn40％の組成の合金である。この48
mmφのビレツトを再度670℃にて外径30mmに押出
加工した。こうしてでき上つた押出棒を切断し、
その断面を調べたところ、黄銅は約10.7mmφの大
きさに細くなつており、外周部分のMn−Al−Ｃ
系合金と融着していた。この境界部を詳細に検討
したが、クラツクの発生はなかつた。第２図は境
界部の金属顕微鏡組織写真で、左端の微細な組織
部分がMn−Al−Ｃ系合金磁石であり、右端は黄
銅にきわめて少量の拡散により侵入したMnとAl
を含む層であり、これに続く右側に黄銅がある。
Mn−Al−Ｃ系合金磁石ときわめて少量のMnと
Alを含む黄銅との間に２つの層が形成されてお
り、Ｘ線マイクロアナライザーによる組成分析の
結果、中央部の左側の黒い層は厚さが約15μmあ
り、Mnが主体の層で平均的な組成は約65重量％
あり、そこにAlとCuがそれぞれ約15重量％とZn
が約５重量％含有されていた。また、中央部の右
側の析出物がめだつうす黒い層は厚さが約25μm
あり、Cuが主体の層で平均的な組成は約55重量
％、ZnとMnがそれぞれ約20重量％、Alが約５重
量％含有されていた。これら中央部の層はMn−
Al−Ｃ系合金と黄銅の双方が原子拡散を起して
できたものであり、その境界は完全に融着してい
る。そして、右端のMnとAlをきわめて少量含ん
だ黄銅の層は60〜70μmあり、拡散形成層はこれ
ら３つの層を合わせると約100μm以上となる。こ
の拡散形成層はMn−Al−Ｃ系合金磁石と黄銅と
を強固に融着し、かつ双方の熱膨張率の差による
圧縮力または引張力を緩衝させる役割を果たして
いるものと思われる。
Al−C3元組成100重量％に対して0.8重量％のNi
を添加した４元系合金を溶解し、外径70mm、内径
25mmの下端を閉じた円筒体のビレツトを鋳造によ
り作成した。このビレツトを1100℃で２時間溶体
化処理を施してから放冷し、このビレツトの中に
黄銅の中実体をはめあわせ、700℃にて外径48mm
のビレツトに押出加工した。この際使用した黄銅
はCu60％、Zn40％の組成の合金である。この48
mmφのビレツトを再度670℃にて外径30mmに押出
加工した。こうしてでき上つた押出棒を切断し、
その断面を調べたところ、黄銅は約10.7mmφの大
きさに細くなつており、外周部分のMn−Al−Ｃ
系合金と融着していた。この境界部を詳細に検討
したが、クラツクの発生はなかつた。第２図は境
界部の金属顕微鏡組織写真で、左端の微細な組織
部分がMn−Al−Ｃ系合金磁石であり、右端は黄
銅にきわめて少量の拡散により侵入したMnとAl
を含む層であり、これに続く右側に黄銅がある。
Mn−Al−Ｃ系合金磁石ときわめて少量のMnと
Alを含む黄銅との間に２つの層が形成されてお
り、Ｘ線マイクロアナライザーによる組成分析の
結果、中央部の左側の黒い層は厚さが約15μmあ
り、Mnが主体の層で平均的な組成は約65重量％
あり、そこにAlとCuがそれぞれ約15重量％とZn
が約５重量％含有されていた。また、中央部の右
側の析出物がめだつうす黒い層は厚さが約25μm
あり、Cuが主体の層で平均的な組成は約55重量
％、ZnとMnがそれぞれ約20重量％、Alが約５重
量％含有されていた。これら中央部の層はMn−
Al−Ｃ系合金と黄銅の双方が原子拡散を起して
できたものであり、その境界は完全に融着してい
る。そして、右端のMnとAlをきわめて少量含ん
だ黄銅の層は60〜70μmあり、拡散形成層はこれ
ら３つの層を合わせると約100μm以上となる。こ
の拡散形成層はMn−Al−Ｃ系合金磁石と黄銅と
を強固に融着し、かつ双方の熱膨張率の差による
圧縮力または引張力を緩衝させる役割を果たして
いるものと思われる。
この押出棒の外周部からMn−Al−Ｃ系合金磁
石を５mm角の大きさで切り出し磁気測定した結
果、押出方向における磁気特性は、 Br＝5500G BHC＝2450Oe （BH）nax＝5.2MG・Oe と良好であつた。この押出棒は、面対向のロータ
用磁石として十分使用できるものであり、軸取付
孔は中心部の黄銅部分に通常のドリルを用いて容
易にあけることができる。
石を５mm角の大きさで切り出し磁気測定した結
果、押出方向における磁気特性は、 Br＝5500G BHC＝2450Oe （BH）nax＝5.2MG・Oe と良好であつた。この押出棒は、面対向のロータ
用磁石として十分使用できるものであり、軸取付
孔は中心部の黄銅部分に通常のドリルを用いて容
易にあけることができる。
上述の押出棒から長さ33mmの円柱体を切り出
し、両端面に圧力を加えて自由圧縮加工を行つ
た。加工温度は650℃で加工後の試料長さは10mm
になつており、圧縮比は3.3であつた。圧縮加工
された試料にはクラツクの発生は見あたらず、圧
縮方向に平行で中心を通つた面で切断し、この断
面を調べたところ、中心部の黄銅部分はややゆが
みが見られるものの外周部のMn−Al−Ｃ系合金
磁石と同様に良好に圧縮変形されており、双方の
境界部にはクラツクは見あたらなかつた。また、
境界部を金属顕微鏡で組織観察したところ、押出
棒の場合と同様の組織が観察されたがその厚さが
増しており、３層を合わせた拡散形成層の厚さは
250μになつていた。さらに外周部からMn−Al−
Ｃ系合金磁石を５mm角の大きさで切り出し、磁気
測定したところ、圧縮方向の特性は低下し、径方
向と弦方向がほぼ等しくて良好な特性で、面異方
性磁石となつていた。径方向の磁気特性を示す
と、 Br＝4350G BHC＝2500Oe （BH）nax＝3.5MG・Oe であり、ステツピングモータなどのロータ用磁石
として高性能な特性である。この場合も軸取付穴
は中心部の黄銅部分に容易にあけることができ
る。
し、両端面に圧力を加えて自由圧縮加工を行つ
た。加工温度は650℃で加工後の試料長さは10mm
になつており、圧縮比は3.3であつた。圧縮加工
された試料にはクラツクの発生は見あたらず、圧
縮方向に平行で中心を通つた面で切断し、この断
面を調べたところ、中心部の黄銅部分はややゆが
みが見られるものの外周部のMn−Al−Ｃ系合金
磁石と同様に良好に圧縮変形されており、双方の
境界部にはクラツクは見あたらなかつた。また、
境界部を金属顕微鏡で組織観察したところ、押出
棒の場合と同様の組織が観察されたがその厚さが
増しており、３層を合わせた拡散形成層の厚さは
250μになつていた。さらに外周部からMn−Al−
Ｃ系合金磁石を５mm角の大きさで切り出し、磁気
測定したところ、圧縮方向の特性は低下し、径方
向と弦方向がほぼ等しくて良好な特性で、面異方
性磁石となつていた。径方向の磁気特性を示す
と、 Br＝4350G BHC＝2500Oe （BH）nax＝3.5MG・Oe であり、ステツピングモータなどのロータ用磁石
として高性能な特性である。この場合も軸取付穴
は中心部の黄銅部分に容易にあけることができ
る。
なお、本発明における銅合金について種々検討
の結果、切削加工の良さから黄銅（Cu−Zn系）
が最適で、特に快削黄銅（例えば、60％Cu、38
％Zn、２％Pbの合金）が良いが、純銅の他、青
銅など種々の添加物を含んだ銅合金においても良
い結果を示した。ここで、銅合金とは純銅も含
め、Cuを50％以上含有するものを総称している。
の結果、切削加工の良さから黄銅（Cu−Zn系）
が最適で、特に快削黄銅（例えば、60％Cu、38
％Zn、２％Pbの合金）が良いが、純銅の他、青
銅など種々の添加物を含んだ銅合金においても良
い結果を示した。ここで、銅合金とは純銅も含
め、Cuを50％以上含有するものを総称している。
発明の効果
以上のように本発明のロータ用永久磁石は、鋳
造時に穴あきビレツトを作り、押出加工時にその
穴の中に銅合金をはめあわせることにより、他は
従来の工程をそのまま使用して製造することが可
能で、コスト高とはならないもので、かつロータ
用磁石として軸取付孔をあける加工のコストを大
巾に低減できるものである。また、Mn−Al−Ｃ
系合金磁石と銅合金との境界部は双方からの原子
拡散により拡散形成層ができ上り、完全に融着す
るため、本発明のロータ用磁石は高速回転や高ト
ルクの負荷に対して十分に耐えられるものであ
る。
造時に穴あきビレツトを作り、押出加工時にその
穴の中に銅合金をはめあわせることにより、他は
従来の工程をそのまま使用して製造することが可
能で、コスト高とはならないもので、かつロータ
用磁石として軸取付孔をあける加工のコストを大
巾に低減できるものである。また、Mn−Al−Ｃ
系合金磁石と銅合金との境界部は双方からの原子
拡散により拡散形成層ができ上り、完全に融着す
るため、本発明のロータ用磁石は高速回転や高ト
ルクの負荷に対して十分に耐えられるものであ
る。
第１図は本発明のロータ用永久磁石の模式的斜
視図、第２図は本発明の一実施例における磁石の
境界部の金属顕微鏡組織写真で、倍率は200倍で
ある。 １……Mn−Al−Ｃ系合金磁石、２……黄銅、
３……軸取付孔、４……拡散形成層部。
視図、第２図は本発明の一実施例における磁石の
境界部の金属顕微鏡組織写真で、倍率は200倍で
ある。 １……Mn−Al−Ｃ系合金磁石、２……黄銅、
３……軸取付孔、４……拡散形成層部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 外周部のマンガン・アルミニウム・炭素系合
金磁石と、内周部の銅合金と、前記２者の境界部
の拡散形成層部から主として構成されることを特
徴とするロータ用永久磁石。 ２ 銅合金が黄銅である特許請求の範囲第１項記
載のロータ用永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58224750A JPS60116110A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | ロ−タ用永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58224750A JPS60116110A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | ロ−タ用永久磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60116110A JPS60116110A (ja) | 1985-06-22 |
| JPH0330962B2 true JPH0330962B2 (ja) | 1991-05-01 |
Family
ID=16818647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58224750A Granted JPS60116110A (ja) | 1983-11-29 | 1983-11-29 | ロ−タ用永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60116110A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100438002B1 (ko) * | 2001-07-31 | 2004-06-30 | 현우정밀주식회사 | 청동합금계 결합재를 이용한 절삭 가공용 다이아몬드휠과 알루미늄플랜지와의 접합방법 |
-
1983
- 1983-11-29 JP JP58224750A patent/JPS60116110A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60116110A (ja) | 1985-06-22 |
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