JPH0685627B2 - 磁気異方性材料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、磁性材料の占積率の向上、および磁性材料と
導電性材料の占積比率の設定が容易にできる磁気異方性
材料の製造方法に関する。

［従来の技術］ 磁気異方性導電材料として、例えば、特開昭57−46656
号公報に示されるように、誘導電動機に使用されるもの
がある。第６図（イ）、（ロ）はその誘導電動機の回転
子を構成する部材として使用される磁気異方性導電材料
を示しており、回転子には回転軸11と同軸状に通電外被
12と回転子鉄心13が設けられている。通電外被12は、拡
大部分Ｑで示すように、半径方向に伸びる磁性材料14と
その間を充填した導電材料15より成る磁気異方性導電材
料16で主要部を構成されている。

以上の構成により、半径方向の透磁率μｒが周方向の透
磁率μθより大きく（μｒ＞μθ）、かつ、軸方向の抵
抗率ρｘの小さい回転子が得られる。ここで、この誘導
電動機を駆動すると、半径方向においてばらつきの少い
大きな透磁率μｒのために固定子との間で磁気変動の少
ない磁気結合が得られ、振動騒音の少ない駆動を行うこ
とができ、かつ、回転子から巻線を省略したため、小型
化および軽量化を図ることができる。

また、磁性材料と導電材料の占積比率に応じて透磁率お
よび抵抗率を制御することができる。

この磁気異方性導電材料は、例えば、半径方向に所定の
長さを有した多数本の鉄線或るいは鋼線の磁性材料を放
射状に配置し、その間に銅やアルミニウム等の導電材料
を鋳込んで成形されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、前述した磁気異方性導電材料の製造方法によれ
ば、磁性材料を放射状に整列配置することが難しいため
に磁性材料の整列が乱れることがあり、そのため全体的
に均一の透磁率を有した磁気異方性導電材料の製造が困
難であり、また、磁性材料の占積率を向上するために磁
性材料の配列密度を大にする（具体的には例えばびっし
り詰めて配列する）と、磁性材料間の間隔が小さくなる
ばかりでなく、ときには接触したりすることがあるた
め、溶融した導電材料の浸透性が悪化して成形品内部に
空巣が発生したり、透磁率の偏りによって特性劣化が生
じるという不都合がある。従って、従来の製法では磁性
材料の占積率は20〜30％が限度である。また、この鋳込
む方法では鋼線表面の酸化状態が接着に非常に大きな影
響を与えるという問題があり、それにより鉄線あるいは
鋼線からなる磁性材料の密度が高くなるほど鋳込みづら
くなるという問題がある。

［問題を解決するための手段］ 本発明は上記に鑑みてなされたものであり、巣の発生や
特性劣化がなく、磁性材料の占積率の向上および磁性材
料と導電材料の占積比率の設定が容易にできる磁気異方
性材料の製造方法の提供を目的とする。

即ち、本発明の要旨は、磁性材料の板材と導電性材料の
板材からなるクラッド板に多数のスリット加工を施した
ものをそれぞれスリット部の位置をそろえて多数枚積層
し該スリット部を前記導電性材料と同一の溶融導電性材
料で充填することによって多数枚積層したクラッド板を
一体化することを特徴とする磁気異方性材料の製造方法
にある。

本発明において、磁性材料の板材と導電性材料の板材か
らなるクラッド板としては、例えばCu−Feクラッド板、
Al−Feクラッド板の２層クラッド板、Cu−Fe−Cuクラッ
ド板、Al−Fe−Alクラッド板の３層クラッド板が用いら
れる。

また、前記クラッド板の平面の形としては、円板状，四
角板形状のものなどを任意に選ぶことが出来る。

又、スリット加工としては、一定方向にスリットを設け
る、あるいは放射状にスリットを設けるなど、製品の用
途，使用形態によって種々選ぶことが出来る。

該スリットを導電性材料で充填する方法としては、例え
ば充填するための導電性材料を金属膜の形で予め積層す
るクラッド板の間に挿入して補給するか、溶湯を注ぐこ
とによって補給するか何れの方法でもよい。

そして、該スリット部を導電性材料で充填し一体化する
方法としては、例えば加熱圧接の方法を用いるか、又は
導電性材料の溶湯を注ぐことによって鋳造する方法（鋳
込法）で行うか何れの方法を使用してもよい。但し、こ
の場合満足な充填と一体化を得るためには、クラッド板
のスリット部は積層するクラッド板すべてについて同じ
位置関係になるようにクラッド板を重ね合わせることが
望ましい。

［作用］ 予め表面に導電性材料を被覆したクラッド板を用いる方
法では、従来の鋳込み方法と比較して空巣が生じないの
で磁性材料と導電性材料の接着が完全であり、また、磁
性材料の占積率の設定が容易であると共に磁性材料の占
積率を40％以上に向上させることが出来る。

又板材を用いるということは、その形状及びスリット部
の設け方によって磁性材料の方向性を自由に設定するこ
とが出来るメリットがある。

［実施例］ 次に添付図面により本発明磁気異方性材料の一実施例を
説明する。

まず、クラッド板としては、第２図に示される様にCu−
Fe−Cuの円形のクラッド板を使用する。この材料の寸法
は、外径125φ厚さ0.5mm−2.0mm−05mmとする。このク
ラッド板１に第3,4図に示す様に５゜間隔に幅1mm長さ30
mmのスリット２の加工を施す。

それから、クラッド板１の油分除去の表面処理を行った
後、第５図の様に各板のスリット部が位置を同じくする
様、35〜37枚積層する。積層したクラッド板層８は、第
１図の様に鋳型４の中に入れ押え金具５と、押えボルト
７で固定する。

この後、積層したクラッド板層８が酸化しない様に周辺
の雰囲気を真空又は不活性ガスを充填することによって
酸素を追い出すようにし、電気ヒーター６で予熱し同じ
雰囲気中で鋳造を行なう。予熱温度は、導電性材料の溶
融温度（Cu＝1083℃）より低目の約1000〜1050℃に予熱
する。予熱温度が上昇したら鋳型４上部の押え金具５の
間から上記した導電性材料と同一の銅の溶湯３を流しこ
む。この時、溶湯温度は、前記溶融温度より約10〜15％
位高い温度で流し込み、この後、電気ヒーター６を切
り、鋳型下部より水冷又は空冷にて冷却し凝固させる。
冷却後鋳型から鋳造したクラッド板層を取り出して、所
定の寸法，外径120φ内径80φ長さ100mmの円筒形状に仕
上加工して磁気異方性材料として使用できる。この時の
磁性体の占積率は43.8％であった。

なお、この場合の銅の溶湯３はいわゆる接着用のろう材
と同じであるから、積層したクラッド板層の内部に空巣
を生じさせないためには積層したクラッド板層の間から
多少溶銅がしみ出るぐらいにボルト７でクラッド板層を
加圧するとよい。この場合における溶銅のしみ出しは銅
厚そのものが薄いのでごくわずかであるが、占積率の向
上にもつながる。

一方、前記の溶湯注入による一体化の方法の他に、第５
図の様にクラッド板を積層する時、クラッド板間に適当
な厚さのCu箔を挿入し、これを第１図の鋳型５内に納
め、７の押えボルト等で1kg/cm²以上の圧力を加えなが
ら、無酸素雰囲気内で鋳型温度を1083℃〜1200℃に上昇
させ、挿入したCu箔及びクラッド板のCu層を加熱溶融さ
せた後、冷却して、所定寸法の磁気異方性材料を得るこ
ともできる。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明の磁気異方性材料の製造方法
によれば、磁性材料と導電材料からなるクラッド材を素
材として用いるため、空巣の発生や特性劣化がなく、磁
性材料の占積率の向上および磁性材料と導電材料の占積
比率の設定、さらには磁性の方向を容易かつ自由に設定
にできる磁気異方性導電材料を簡単な工程によって製造
することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による磁気異方性材料を製造する鋳造装
置の概略断面側面図。 第２図は本発明の一実施例としてのクラッド板の斜視
図，第３図は本発明に使用するクラッド板スリット加工
の一実施例の斜視図，第４図は第２図のスリット加工し
た部分の拡大図，第５図は第２図のスリット加工したク
ラッド材を積層した斜視図、第６図（イ）、（ロ）は磁
気異方性材料を使用した誘導電動機用回転子を示す説明
図である。 1:クラッド板、 2:スリット、 3:溶湯、 4:鋳型、 5:押え金具、 6:ヒータ、 7:押えボルト、 8:積層したクラッド板層。

フロントページの続き (72)発明者 貝沼 宏 茨城県日立市川尻町1500番地地 日立電線 株式会社豊浦工場内 (72)発明者 瀬谷 武司 茨城県日立市川尻町1500番地地 日立電線 株式会社豊浦工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性材料の板材と導電性材料の板材からな
   るクラッド板に多数のスリット加工を施したものをそれ
   ぞれスリット部の位置をそろえて多数枚積層し、該スリ
   ット部を前記導電性材料と同一の溶融導電性材料で充填
   することによって多数枚積層したクラッド板を一体化す
   ることを特徴とする磁気異方性材料の製造方法。