JPH056813A - 特性分布を有する円弧形状磁石およびその製造方法 - Google Patents
特性分布を有する円弧形状磁石およびその製造方法Info
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- JPH056813A JPH056813A JP3156551A JP15655191A JPH056813A JP H056813 A JPH056813 A JP H056813A JP 3156551 A JP3156551 A JP 3156551A JP 15655191 A JP15655191 A JP 15655191A JP H056813 A JPH056813 A JP H056813A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 希土類、遷移金属、ホウ素から実質的になる
永久磁石であって、温間加工によって磁気異方性を付与
する温間加工磁石で円弧形状を有し、磁気特性が改良さ
れたものを得ること。 【構成】 遷移金属Ｔを主成分としイットリウムを含む
希土類元素Ｒおよびホウ素Ｂを含有する磁気異方性を有
する平均粒径が０．０２〜１．０μｍの円弧形状の温間
加工磁石であって、ラジアル方向の最大エネルギ−積が
端部で高く、中央部に向けて次第に低下する特性分布を
有する円弧形状磁石とその製造方法である。
永久磁石であって、温間加工によって磁気異方性を付与
する温間加工磁石で円弧形状を有し、磁気特性が改良さ
れたものを得ること。 【構成】 遷移金属Ｔを主成分としイットリウムを含む
希土類元素Ｒおよびホウ素Ｂを含有する磁気異方性を有
する平均粒径が０．０２〜１．０μｍの円弧形状の温間
加工磁石であって、ラジアル方向の最大エネルギ−積が
端部で高く、中央部に向けて次第に低下する特性分布を
有する円弧形状磁石とその製造方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は希土類、遷移金属、ホウ
素から実質的になる永久磁石であって、温間加工によっ
て磁気異方性を付与する温間加工磁石の改良に関し円弧
形状を有し、ラジアル方向の最大エネルギ−積が中央部
から端部にかけて次第に高くなる円弧形状磁石とその製
造方法に関するものである。
素から実質的になる永久磁石であって、温間加工によっ
て磁気異方性を付与する温間加工磁石の改良に関し円弧
形状を有し、ラジアル方向の最大エネルギ−積が中央部
から端部にかけて次第に高くなる円弧形状磁石とその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】希土類、遷移金属、ホウ素から実質的に
なるＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は安価で高磁気特性を有するもの
として注目を集めている。然してこの磁石は特公昭６１
−３４２４２号公報記載の焼結磁石と特開昭６０−１０
０４０２号公報記載の超急冷磁石に大別される。いずれ
の製造方法を取る場合でも所要の形状に成形することが
必要でありこの成形過程で任意の磁気特性を意図的に制
御することは困難とされている。例えば焼結磁石におい
て磁気異方性を得ようとする場合は、磁場の中で成形す
るというような工程が必須であり成形方向および配向磁
場方向により形状に制約を受ける。配向磁場強度を制御
することによって磁石内での磁気特性も制御することは
可能であるが、技術的に困難であるうえ本系磁石のポテ
ンシャルを生かした方法ではない。したがって円弧形状
の磁石はストレ−ト配向を有するものが主流になってい
た。一方超急冷磁石の場合、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金の溶湯を
超急冷法によって凝固し薄帯または薄片を得て粉砕しホ
ットプレスした後、温間で塑性加工して磁気異方性を付
与した永久磁石（以下『温間加工磁石』）であり、超急
冷法で得られた薄帯および薄片は更にその内部が無数の
微細結晶粒からなっている。したがって超急冷法によっ
て得られる薄帯または薄片は厚さ３０μｍ程度で一辺の
長さが５００μｍ以下の不定形をしているもののその内
部に含まれる結晶粒が焼結磁石の１〜９０μｍと比べて
０．０２〜１．０μｍと微細でありこの系の磁石の単磁
区の臨界寸法０．３μｍに近く本質的に優れた磁気特性
が得られる。温間加工磁石においては塑性流動とそれに
直角な方向の磁気的配列状態との密接な相関が重要であ
る。つまり所要の形状を有する温間加工磁石を作製する
場合、塑性流動を被加工物全体に効率よくしかも十分に
行わせることによって配向性が向上し、ひいては高い磁
気特性を有する磁石の製造が可能となる。
なるＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は安価で高磁気特性を有するもの
として注目を集めている。然してこの磁石は特公昭６１
−３４２４２号公報記載の焼結磁石と特開昭６０−１０
０４０２号公報記載の超急冷磁石に大別される。いずれ
の製造方法を取る場合でも所要の形状に成形することが
必要でありこの成形過程で任意の磁気特性を意図的に制
御することは困難とされている。例えば焼結磁石におい
て磁気異方性を得ようとする場合は、磁場の中で成形す
るというような工程が必須であり成形方向および配向磁
場方向により形状に制約を受ける。配向磁場強度を制御
することによって磁石内での磁気特性も制御することは
可能であるが、技術的に困難であるうえ本系磁石のポテ
ンシャルを生かした方法ではない。したがって円弧形状
の磁石はストレ−ト配向を有するものが主流になってい
た。一方超急冷磁石の場合、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金の溶湯を
超急冷法によって凝固し薄帯または薄片を得て粉砕しホ
ットプレスした後、温間で塑性加工して磁気異方性を付
与した永久磁石（以下『温間加工磁石』）であり、超急
冷法で得られた薄帯および薄片は更にその内部が無数の
微細結晶粒からなっている。したがって超急冷法によっ
て得られる薄帯または薄片は厚さ３０μｍ程度で一辺の
長さが５００μｍ以下の不定形をしているもののその内
部に含まれる結晶粒が焼結磁石の１〜９０μｍと比べて
０．０２〜１．０μｍと微細でありこの系の磁石の単磁
区の臨界寸法０．３μｍに近く本質的に優れた磁気特性
が得られる。温間加工磁石においては塑性流動とそれに
直角な方向の磁気的配列状態との密接な相関が重要であ
る。つまり所要の形状を有する温間加工磁石を作製する
場合、塑性流動を被加工物全体に効率よくしかも十分に
行わせることによって配向性が向上し、ひいては高い磁
気特性を有する磁石の製造が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記超急冷法によるＲ
−Ｔ−Ｂ系温間加工磁石においては、磁気異方性を配向
磁場を使用せずに温間加工により付与するという特殊な
工程をとり、しかも磁気異方性は加圧方向に対して平行
に付与されるため平板形状磁石のような単純形状あるい
は押しだし加工によりＣ軸方向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
応用品として磁気回路を設計する場合には、例えば磁石
単体で磁化容易軸方向の磁気特性が中央部から端部にか
けて次第に高くなる分布を有する方が効率的な磁気回路
になる場合が多々ある。具体的にはボイスコイルアクチ
ュエ−タ（以下ＶＣＭ）等に用いられる円弧形状磁石は
軟磁性ヨ−クに組み込まれ使用されるが、その際効率的
な回路として、ギャップ間に発生する磁束強度が高くし
かも均一磁界であることが望まれる。ところが仮に均一
な磁気特性を有する磁石をヨ−ク内にセットしてもヨ−
ク端部で磁束分布が低下する傾向が見られ理想とする均
一磁界が得られない。そのため磁石中央部に意図的に切
り欠きを入れて磁束量を低下させた後ヨ−ク内に組み込
みギャップ磁界を平滑化する処置が取られていた。又、
回転機のステ−タ−として使用される円弧形状磁石にお
いては円弧のラジアル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円弧中心から端部にかけてラジア
ル方向の磁気特性が次第に高くなるものを使用したほう
がゴギングトルクも少なく効果的な設計となる。そこで
温間加工磁石の特徴を生かし、加工方法を改良すること
によってラジアル方向に高い磁気特性を有し、かつ中央
部から端部にかけて磁気異方性化度の高くなる円弧形状
磁石を得ることを目的とする。
−Ｔ−Ｂ系温間加工磁石においては、磁気異方性を配向
磁場を使用せずに温間加工により付与するという特殊な
工程をとり、しかも磁気異方性は加圧方向に対して平行
に付与されるため平板形状磁石のような単純形状あるい
は押しだし加工によりＣ軸方向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
応用品として磁気回路を設計する場合には、例えば磁石
単体で磁化容易軸方向の磁気特性が中央部から端部にか
けて次第に高くなる分布を有する方が効率的な磁気回路
になる場合が多々ある。具体的にはボイスコイルアクチ
ュエ−タ（以下ＶＣＭ）等に用いられる円弧形状磁石は
軟磁性ヨ−クに組み込まれ使用されるが、その際効率的
な回路として、ギャップ間に発生する磁束強度が高くし
かも均一磁界であることが望まれる。ところが仮に均一
な磁気特性を有する磁石をヨ−ク内にセットしてもヨ−
ク端部で磁束分布が低下する傾向が見られ理想とする均
一磁界が得られない。そのため磁石中央部に意図的に切
り欠きを入れて磁束量を低下させた後ヨ−ク内に組み込
みギャップ磁界を平滑化する処置が取られていた。又、
回転機のステ−タ−として使用される円弧形状磁石にお
いては円弧のラジアル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円弧中心から端部にかけてラジア
ル方向の磁気特性が次第に高くなるものを使用したほう
がゴギングトルクも少なく効果的な設計となる。そこで
温間加工磁石の特徴を生かし、加工方法を改良すること
によってラジアル方向に高い磁気特性を有し、かつ中央
部から端部にかけて磁気異方性化度の高くなる円弧形状
磁石を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、遷移金属Ｔを
主成分としイットリウムを含む希土類元素Ｒおよびホウ
素Ｂを含有するＲ−Ｔ−Ｂ系急冷薄片を原料とし、本原
料を温間加工により磁気異方性を有する平均粒径が０．
０２〜１．０μｍの円弧形状温間加工磁石においてラジ
アル方向の最大エネルギ−積が端部で高く、中央部に向
けて次第に低下する特性分布を有することを特徴とする
円弧形状磁石である。さらに本発明は前記原料を５００
℃から９００℃の温度で加圧してち密化した後、上下パ
ンチにより塑性加工を施して磁気異方性を付与する温間
加工磁石の加工方法において上下パンチの曲率を意図的
に変化させることによって円弧形状磁石の端部と中央部
で加圧方向の加工率が異なる塑性加工を施すことを特徴
とする円弧形状磁石の製造方法に関するものである。従
来法によれば上下パンチの曲率は最終形状である円弧形
状磁石の厚さを考慮し、下パンチの曲率半径にその値を
加算した単純な設計であった。しかし異方性化のために
与える加圧力は上下パンチ面に対して垂直および平行方
向の分力となり、曲率中心からの広がり角度の大きい円
弧形状磁石ほどラジアル方向に対して垂直に作用する応
力が増大し、磁気異方性が付与されにくい。そこで通常
の設計に比較して上下パンチの曲率を若干変化させるこ
とにより円弧形状磁石端部で実質的に強い異方性化方向
の分力を作用させるよう設計する。つまり温間加工時に
用いる金型は以下の条件のいずれかまたは双方を満足す
る設計とする。上パンチの曲率についてはＲupper≦Ｒl
ower＋ｔなる式（１）で、下パンチの曲率についてはＲ
lower≧Ｒdens.なる式（２）で表される。ここでＲuppe
rは上パンチの加工面の曲率半径、Ｒlowerは下パンチの
加工面の曲率半径、ｔは円弧形状磁石の厚さ（任意の一
定値）、Ｒdens.は下パンチ側の圧密体曲率半径であ
る。以上の設計に基づき上下パンチの曲率を変化させる
ことによって意図的に磁気異方性化度を制御した円弧形
状磁石の製造が可能となる。また上記方法で温間加工を
施す過程で、外周部のクラック発生を抑制するために加
工を複数回に分け、さらに各加工率で外周を拘束する方
法を取ってもよい。また温間加工時に発生するバルジ現
象を抑制するため圧密体を任意に形状に予備成形してお
いてもよい。さらに保磁力等の磁気特性を低下させない
程度に塑性変形速度を遅くする方法をとってもよい。
主成分としイットリウムを含む希土類元素Ｒおよびホウ
素Ｂを含有するＲ−Ｔ−Ｂ系急冷薄片を原料とし、本原
料を温間加工により磁気異方性を有する平均粒径が０．
０２〜１．０μｍの円弧形状温間加工磁石においてラジ
アル方向の最大エネルギ−積が端部で高く、中央部に向
けて次第に低下する特性分布を有することを特徴とする
円弧形状磁石である。さらに本発明は前記原料を５００
℃から９００℃の温度で加圧してち密化した後、上下パ
ンチにより塑性加工を施して磁気異方性を付与する温間
加工磁石の加工方法において上下パンチの曲率を意図的
に変化させることによって円弧形状磁石の端部と中央部
で加圧方向の加工率が異なる塑性加工を施すことを特徴
とする円弧形状磁石の製造方法に関するものである。従
来法によれば上下パンチの曲率は最終形状である円弧形
状磁石の厚さを考慮し、下パンチの曲率半径にその値を
加算した単純な設計であった。しかし異方性化のために
与える加圧力は上下パンチ面に対して垂直および平行方
向の分力となり、曲率中心からの広がり角度の大きい円
弧形状磁石ほどラジアル方向に対して垂直に作用する応
力が増大し、磁気異方性が付与されにくい。そこで通常
の設計に比較して上下パンチの曲率を若干変化させるこ
とにより円弧形状磁石端部で実質的に強い異方性化方向
の分力を作用させるよう設計する。つまり温間加工時に
用いる金型は以下の条件のいずれかまたは双方を満足す
る設計とする。上パンチの曲率についてはＲupper≦Ｒl
ower＋ｔなる式（１）で、下パンチの曲率についてはＲ
lower≧Ｒdens.なる式（２）で表される。ここでＲuppe
rは上パンチの加工面の曲率半径、Ｒlowerは下パンチの
加工面の曲率半径、ｔは円弧形状磁石の厚さ（任意の一
定値）、Ｒdens.は下パンチ側の圧密体曲率半径であ
る。以上の設計に基づき上下パンチの曲率を変化させる
ことによって意図的に磁気異方性化度を制御した円弧形
状磁石の製造が可能となる。また上記方法で温間加工を
施す過程で、外周部のクラック発生を抑制するために加
工を複数回に分け、さらに各加工率で外周を拘束する方
法を取ってもよい。また温間加工時に発生するバルジ現
象を抑制するため圧密体を任意に形状に予備成形してお
いてもよい。さらに保磁力等の磁気特性を低下させない
程度に塑性変形速度を遅くする方法をとってもよい。
【０００５】
【実施例】〔実施例１〕Ｎｄ13.8ＦｅbalＣｏ7.5Ｂ6Ｇ
ａ1.25なる組成の合金をア−ク溶解にて作製した。本合
金をＡｒ雰囲気中で２０ｍ／秒で回転する単ロ−ル上に
射出して不定形のフレ−ク状薄片を作製した。得られた
薄片を５００μｍ以下に粗粉砕し圧粉体とした後、ホッ
トプレスで圧密化を行っていた。次いでこの圧粉体を７
５０℃で任意の曲率を有する上下パンチ間で温間塑性加
工し円弧形状磁石とした。下パンチ曲率半径はＲ＝６５
ｍｍで一定とし、上パンチの曲率半径をＲ＝６９，６
５，６１の４種類とした。円弧形状磁石の最終広がり角
度は５５°で一定とし磁石中心の最大高さがいずれも１
０ｍｍで等しくなるよう圧密体形状を調整して行った。
加工後の試料を磁石端部から５°間隔に切り出し３．２
ｍｍ角の磁気特性評価用試料とした。比較材としてスト
レ−ト配向磁場およびラジアル配向磁場中で成形、焼結
した焼結磁石についても同様に切り出した。これらの試
料に対してＶＳＭでラジアル方向の磁気特性を測定し
た。実験概略を図１に、磁気特性測定結果を図２に示
す。この結果ストレ−ト配向磁場による焼結磁石は中央
部から端部に向けて著しい最大エネルギ−積の低下をと
もなう。ラジアル配向による焼結磁石および上パンチ曲
率半径Ｒ＝７５ｍｍの試料については、傾向は同様であ
るがかなり改善されている。また上パンチの曲率半径が
小さくなるにしたがい円弧形状磁石端部での磁気特性が
増大した。 〔実施例２〕実施例１で準備した円弧形状磁石のうちス
トレ−ト配向、ラジアル配向の焼結磁石、上パンチ曲率
半径Ｒ＝７５ｍｍおよび６５ｍｍで作製した温間加工磁
石の４種類についてヨ−クに組み込みギャップ間磁界を
調査した。鉄製の簡易的なヨ−クを作製し、それぞれの
磁石を組み込んだ後プロ−ブをθ＝０°から５５°まで
移動させたときの表面磁束の変化を図３に示す。この結
果、比較材では磁石端部で磁束の立ち上がりが遅く、さ
らに均一磁界の領域が狭い。一方上パンチ曲率半径Ｒ＝
６５ｍｍの磁石においては立ち上がりが素早くかつ平滑
化した磁界分布を有していた。
ａ1.25なる組成の合金をア−ク溶解にて作製した。本合
金をＡｒ雰囲気中で２０ｍ／秒で回転する単ロ−ル上に
射出して不定形のフレ−ク状薄片を作製した。得られた
薄片を５００μｍ以下に粗粉砕し圧粉体とした後、ホッ
トプレスで圧密化を行っていた。次いでこの圧粉体を７
５０℃で任意の曲率を有する上下パンチ間で温間塑性加
工し円弧形状磁石とした。下パンチ曲率半径はＲ＝６５
ｍｍで一定とし、上パンチの曲率半径をＲ＝６９，６
５，６１の４種類とした。円弧形状磁石の最終広がり角
度は５５°で一定とし磁石中心の最大高さがいずれも１
０ｍｍで等しくなるよう圧密体形状を調整して行った。
加工後の試料を磁石端部から５°間隔に切り出し３．２
ｍｍ角の磁気特性評価用試料とした。比較材としてスト
レ−ト配向磁場およびラジアル配向磁場中で成形、焼結
した焼結磁石についても同様に切り出した。これらの試
料に対してＶＳＭでラジアル方向の磁気特性を測定し
た。実験概略を図１に、磁気特性測定結果を図２に示
す。この結果ストレ−ト配向磁場による焼結磁石は中央
部から端部に向けて著しい最大エネルギ−積の低下をと
もなう。ラジアル配向による焼結磁石および上パンチ曲
率半径Ｒ＝７５ｍｍの試料については、傾向は同様であ
るがかなり改善されている。また上パンチの曲率半径が
小さくなるにしたがい円弧形状磁石端部での磁気特性が
増大した。 〔実施例２〕実施例１で準備した円弧形状磁石のうちス
トレ−ト配向、ラジアル配向の焼結磁石、上パンチ曲率
半径Ｒ＝７５ｍｍおよび６５ｍｍで作製した温間加工磁
石の４種類についてヨ−クに組み込みギャップ間磁界を
調査した。鉄製の簡易的なヨ−クを作製し、それぞれの
磁石を組み込んだ後プロ−ブをθ＝０°から５５°まで
移動させたときの表面磁束の変化を図３に示す。この結
果、比較材では磁石端部で磁束の立ち上がりが遅く、さ
らに均一磁界の領域が狭い。一方上パンチ曲率半径Ｒ＝
６５ｍｍの磁石においては立ち上がりが素早くかつ平滑
化した磁界分布を有していた。
【０００６】
【発明の効果】本発明によればラジアル方向に中央部か
ら端部にかけて磁気特性が向上した円弧形状磁石が安定
して製造可能である。
ら端部にかけて磁気特性が向上した円弧形状磁石が安定
して製造可能である。
【図１】本発明に係る円弧状磁石の成形装置を示す図で
ある。
ある。
【図２】円弧形状磁石の各測定角度におけるラジアル方
向の最大エネルギ−積の変化を示す図である。
向の最大エネルギ−積の変化を示す図である。
【図３】円弧形状磁石をヨ−クに組み込んだ時のギャッ
プ磁束密度を調べた結果を示す図である。
プ磁束密度を調べた結果を示す図である。
１ 端部
２ 中央部
Claims (2)
- 【請求項１】 遷移金属Ｔを主成分としイットリウムを
含む希土類元素Ｒおよびホウ素Ｂを含有し、平均粒径が
０．０２〜１．０μｍの円弧形状の磁気異方性を有する
温間加工磁石であって、ラジアル方向の最大エネルギ−
積が端部で高く、中央部に向けて次第に低下する特性分
布を有する円弧形状磁石。 - 【請求項２】 遷移金属Ｔを主成分としイットリウムを
含む希土類元素Ｒおよびホウ素Ｂを含有するＲ−Ｔ−Ｂ
系合金の溶湯を急冷凝固して得られるＲ−Ｔ−Ｂ系急冷
薄片を原料とし、本原料を５００℃から９００℃の温度
で加圧してち密化した後、上下パンチにより塑性加工を
施して磁気異方性を付与する温間加工磁石の加工方法に
おいて上下パンチの曲率を意図的に変化させることによ
って円弧形状磁石の端部と中央部で加圧方向の加工率が
異なる塑性加工を施すことを特徴とする円弧形状の特性
分布を有する円弧形状磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156551A JPH056813A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 特性分布を有する円弧形状磁石およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156551A JPH056813A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 特性分布を有する円弧形状磁石およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH056813A true JPH056813A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=15630274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3156551A Pending JPH056813A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 特性分布を有する円弧形状磁石およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH056813A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011003662A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Toyota Motor Corp | 永久磁石およびその製造方法 |
| CN103996482A (zh) * | 2013-02-15 | 2014-08-20 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有中心标志的磁体、电机以及用于制造磁体的方法 |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP3156551A patent/JPH056813A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011003662A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Toyota Motor Corp | 永久磁石およびその製造方法 |
| CN103996482A (zh) * | 2013-02-15 | 2014-08-20 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有中心标志的磁体、电机以及用于制造磁体的方法 |
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