JPH10340809A - Magnetic circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石又は電磁
石からなる磁束発生源と、該磁束発生源からの磁束の磁
路を形成する磁心材料と、該磁心材料間に形成された空
隙とを有する磁気回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic flux generating source composed of a permanent magnet or an electromagnet, a magnetic core material forming a magnetic path of a magnetic flux from the magnetic flux generating source, and a gap formed between the magnetic core materials. And a magnetic circuit having the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、上述した磁心材料として、Feや
Fe合金を使用した磁気回路が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a magnetic circuit using Fe or an Fe alloy as the above-mentioned magnetic core material is known.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来、磁心材料として
使用されているFeやFe合金は、磁気的に等方的、即
ち、磁化のされ方に、実質的に方向性がない。そのた
め、磁心材料内で磁力線が所望の方向に向かず、図9に
模式図的に示されているように、FeやFe合金(以
下、Fe合金とは、Fe−Si、Fe−Co等、従来の
軟磁性磁心材料としての合金をいう。)からなる磁心材
料1、2の両端間に形成される空隙gに発生する、図示
されていない永久磁石又は電磁石からなる磁束発生源か
らの磁束が、空隙g以外のところに漏れて、空隙に、強
い磁界を発生させることができない等の問題がある。Conventionally, Fe and Fe alloys used as magnetic core materials are magnetically isotropic, that is, have substantially no directionality in the way of magnetization. Therefore, the lines of magnetic force do not go in the desired direction in the magnetic core material, and as schematically shown in FIG. 9, Fe or Fe alloy (hereinafter, Fe alloy is Fe-Si, Fe-Co, etc.). A magnetic flux from a magnetic flux generating source (not shown) formed of a permanent magnet or an electromagnet, which is generated in a gap g formed between both ends of the magnetic core materials 1 and 2 made of a conventional soft magnetic core material. However, there is a problem that a strong magnetic field cannot be generated in the gap due to leakage to a place other than the gap g.
【0004】例えば、図10に示されているスピーカー
においては、側断面形状が略U字状の第1ヨーク3と、
磁束発生源としての永久磁石4の上端に取着された第2
ヨーク5と空隙gからなる磁気回路において、空隙にで
きるだけ強い磁界を発生させることが、スピーカーの高
性能化や小型化等にとって重要であるが、第1ヨーク3
及び第2ヨーク5の材料として、従来のような磁気的に
等方的な磁心材料を使用すると、上述したように、空隙
g以外の所に磁束が漏れて、空隙gに発生する磁界が弱
くなる。なお、6は、空隙gに配置されたコーン紙(振
動板)7に取着された、電流の変化に応じて振動する可
動コイルである。For example, in a speaker shown in FIG. 10, a first yoke 3 having a substantially U-shaped side cross section is provided.
The second magnet attached to the upper end of the permanent magnet 4 as a magnetic flux generating source
In the magnetic circuit composed of the yoke 5 and the gap g, it is important to generate a magnetic field as strong as possible in the gap to improve the performance and reduce the size of the speaker.
When a magnetic isotropic core material as in the related art is used as the material of the second yoke 5, as described above, the magnetic flux leaks out of the gap g, and the magnetic field generated in the gap g is weak. Become. Reference numeral 6 denotes a movable coil attached to a cone paper (diaphragm) 7 disposed in the gap g and vibrating according to a change in current.
【0005】図11には、核磁気共鳴画像診断装置に使
用される磁気回路が示されている。この場合にも、枠状
の第1ヨーク8に対峙して配設された、磁束発生源とし
ての永久磁石9、10の先端部に取着された第2ヨーク
11、12間に形成される空隙gに、できるだけ強い、
しかも、均一な磁界を発生させることが重要であるが、
従来のような磁気的に等方的な磁心材料を使用すると、
模式図的に矢印で示されているように、空隙g以外のと
ころから磁束が漏れてしまい、空隙gに発生する磁界が
弱くなるとともに、空隙gの磁束密度が不均一になる。FIG. 11 shows a magnetic circuit used in a nuclear magnetic resonance imaging diagnostic apparatus. In this case as well, it is formed between the second yokes 11 and 12 attached to the tips of the permanent magnets 9 and 10 as the magnetic flux generation sources, which are disposed to face the frame-shaped first yoke 8. As strong as possible in the gap g,
Moreover, it is important to generate a uniform magnetic field,
Using a conventional magnetically isotropic core material,
As indicated by arrows in the schematic diagram, magnetic flux leaks from portions other than the gap g, weakening the magnetic field generated in the gap g, and making the magnetic flux density in the gap g non-uniform.
【0006】図12には、磁気測定装置等に使用される
磁気回路が示されている。この場合にも、磁束発生源と
しての電磁石を構成する、周囲にコイル13a、14a
が巻回された鉄心13、14の先端部の円錐台状のポー
ルピース13b、14b間に形成される空隙gに、でき
るだけ強い磁界を発生させることが重要である。ポール
ピース13b、14bを円錐台状に形成してあるのは、
鉄心13、14から空隙gに向かう磁束を、このポール
ピース13b、14bで絞り込み、空隙gに発生する磁
界を強めるためである。しかし、ポールピース13b、
14bの材料として、従来のような磁気的に等方的な磁
心材料を使用すると、空隙g以外のところ、特に、円錐
台状のポールピース13b、14bの側面から多量に、
磁束が漏れてしまい、円錐台状のポールピース13b、
14bの磁束を絞る効果を余り大きくすることができ
ず、そして、多量の磁束の漏れのため、磁気回路の効率
(発生する磁束量に対する、空隙に発生する磁束量)が
大幅に低下するという問題がある。FIG. 12 shows a magnetic circuit used in a magnetic measuring device and the like. Also in this case, the coils 13a and 14a are formed around the electromagnet as a magnetic flux generation source.
It is important to generate as strong a magnetic field as possible in the gap g formed between the truncated conical pole pieces 13b and 14b at the tips of the iron cores 13 and 14 wound with. The pole pieces 13b and 14b are formed in a truncated cone shape.
This is because the magnetic fluxes directed from the iron cores 13 and 14 to the gap g are narrowed down by the pole pieces 13b and 14b to increase the magnetic field generated in the gap g. However, the pole piece 13b,
When a conventional magnetically isotropic core material is used as the material of 14b, a large amount from the side of the frustum-shaped pole pieces 13b and 14b, except for the gap g,
The magnetic flux leaks, and the truncated cone-shaped pole piece 13b
A problem that the effect of reducing the magnetic flux of the magnetic circuit 14b cannot be increased so much, and the efficiency of the magnetic circuit (the amount of magnetic flux generated in the air gap with respect to the amount of generated magnetic flux) is significantly reduced due to the leakage of a large amount of magnetic flux. There is.
【0007】本発明の目的は、上述した従来の磁気回路
が有する課題を解決し、空隙に、強い磁界を発生させる
ことができる磁気回路を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional magnetic circuit and to provide a magnetic circuit capable of generating a strong magnetic field in a gap.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために、第1には、永久磁石又は電磁石から
なる磁束発生源と、該磁束発生源からの磁束の磁路を形
成する磁心材料と、空隙とを有する磁気回路であって、
前記磁心材料の一部又は全部が、高い結晶磁気異方性を
有する化合物の結晶粒を含む高異方性磁心材料からなる
とともに、前記化合物の結晶粒の磁化容易方向が、所望
の方向に配向されており、且つ、前記磁心材料が、低保
磁力であるものであり、第2には、上記磁心材料に、高
い結晶磁気異方性を有する化合物の結晶粒に加えて、F
e及び/又はFe合金の結晶粒が含まれているものであ
り、第3には、上記高い結晶磁気異方性を有する化合物
が、面内磁気異方性を有するものであり、第4には、上
記高い結晶磁気異方性を有する化合物が、一軸磁気異方
性を有するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above-mentioned object, the present invention firstly forms a magnetic flux source composed of a permanent magnet or an electromagnet and a magnetic path of the magnetic flux from the magnetic flux source. A magnetic circuit having a magnetic core material and a gap,
A part or all of the magnetic core material is made of a highly anisotropic magnetic core material including crystal grains of a compound having high crystal magnetic anisotropy, and the direction of easy magnetization of the crystal grains of the compound is oriented in a desired direction. And the magnetic core material has a low coercive force. Second, in addition to the crystal grains of the compound having high crystal magnetic anisotropy,
Thirdly, the compound having high crystal magnetic anisotropy has in-plane magnetic anisotropy, and fourthly, the compound having high crystal magnetic anisotropy. Is a compound in which the compound having high crystal magnetic anisotropy has uniaxial magnetic anisotropy.
【0009】[0009]
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する
が、本発明の趣旨を越えない限り何ら、本実施例に限定
されるものではない。Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments unless it departs from the gist of the present invention.
【0010】ある種の磁性体は、その単結晶或いは結晶
粒の磁化曲線を測定すると、結晶方向によって、磁化さ
れやすさに、相違があることが知られている。例えば、
正方晶又は六方晶等の結晶において、c軸方向に、磁界
を印加した場合には、磁化されやすく、c軸と垂直な面
内の方向に、磁界を印加した場合には、磁化されにくい
という、所謂、一軸磁気異方性の大きな磁性体や、同じ
く、正方晶又は六方晶等の結晶において、c軸方向に、
磁界を印加した場合には、磁化されにくく、c軸に垂直
な面内に磁界を印加した場合には、磁化されやすいとい
う、所謂、面内磁気異方性の大きな磁性体が知られてい
る。なお、磁化されやすい方向を磁化容易方向といい、
磁化されにくい方向を磁化困難方向という。It is known that when a magnetization curve of a single crystal or a crystal grain of a certain magnetic material is measured, there is a difference in easiness of magnetization depending on a crystal direction. For example,
In a crystal such as tetragonal or hexagonal, it is easily magnetized when a magnetic field is applied in the c-axis direction, and hardly magnetized when a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the c-axis in a plane. In a so-called magnetic material having a large uniaxial magnetic anisotropy, or a crystal such as tetragonal or hexagonal, in the c-axis direction,
A magnetic material having a so-called in-plane magnetic anisotropy is known which is hardly magnetized when a magnetic field is applied, and easily magnetized when a magnetic field is applied in a plane perpendicular to the c-axis. . The direction that is easily magnetized is called an easy magnetization direction,
The direction that is hardly magnetized is called the hard magnetization direction.
【0011】上述した磁気異方性について、化合物の結
晶粒の集合体の模式図である図1を用いて、より具体的
に説明する。この集合体は直方体の形状で、その上下面
及び側面を、図示のようにP,Q,R,S面とする。図
1に示されているように、一軸磁気異方性の大きな結晶
粒sのc軸を、矢印で示されているように、P、Q面に
垂直になるように揃えると、磁束は、これらの面に垂直
な方向には、極めて通りやすく、また、これらP、Q面
に平行な方向は、どの方向にも、極めて通りにくい。ま
た、面内磁気異方性の大きな結晶粒sのc軸を、図1に
示されているように、一方向に揃えた場合には、磁束
は、P、Q面に垂直な方向には、極めて通りにくく、ま
た、これらの面に平行な方向は、どちらの方向でも、磁
束は、極めて通りやすい。The above-mentioned magnetic anisotropy will be described more specifically with reference to FIG. 1 which is a schematic view of an aggregate of crystal grains of a compound. This aggregate is in the shape of a rectangular parallelepiped, and the upper, lower, and side surfaces thereof are P, Q, R, and S planes as shown in the figure. As shown in FIG. 1, when the c-axis of the crystal grain s having large uniaxial magnetic anisotropy is aligned so as to be perpendicular to the P and Q planes as indicated by arrows, the magnetic flux becomes It is extremely easy to pass in directions perpendicular to these planes, and it is extremely difficult to pass in directions parallel to the P and Q planes in any direction. When the c-axis of the crystal grain s having a large in-plane magnetic anisotropy is aligned in one direction as shown in FIG. 1, the magnetic flux is generated in a direction perpendicular to the P and Q planes. The magnetic flux is extremely difficult to pass in either direction parallel to these planes.
【0012】上述した一軸磁気異方性或いは面内磁気異
方性の大きな化合物としては、R2Fe14B、R2 Fe
17N3 、R2 Fe11Ti,RFe11V,RFe11Ti
N,R2 (Fe1-x Cox )17等がある。これらは、希
土類(R)の種類(17種)によって、室温で一軸磁気
異方性を示す場合と、面内磁気異方性を示す場合とがあ
る。例えば、R2 Fe14Bの化合物においては、R=P
r,Nd,Tb,Dyのとき一軸磁気異方性を示し、ま
た、R=Smのとき面内磁気異方性を示す。また、R2
Fe17N3 の化合物においては、R=Pr,Ndのとき
面内磁気異方性を示し、また、R=Smのとき一軸磁気
異方性を示す。The compounds having a large uniaxial magnetic anisotropy or in-plane magnetic anisotropy include R 2 Fe 14 B and R 2 Fe.
17 N 3 , R 2 Fe 11 Ti, RFe 11 V, RFe 11 Ti
N, R 2 (Fe 1-x Co x ) 17 and the like. Depending on the type (17 types) of the rare earth (R), these may show uniaxial magnetic anisotropy at room temperature or may show in-plane magnetic anisotropy. For example, in a compound of R 2 Fe 14 B, R = P
r, Nd, Tb, and Dy indicate uniaxial magnetic anisotropy, and R = Sm indicates in-plane magnetic anisotropy. Also, R 2
The compound of Fe 17 N 3 shows in-plane magnetic anisotropy when R = Pr, Nd, and shows uniaxial magnetic anisotropy when R = Sm.
【0013】即ち、一軸磁気異方性を示す化合物として
は、Pr2 Fe14B,Nd2 Fe14B,Tb2 Fe
14B,Dy2 Fe14B, Sm2 Fe17N3 , Sm2 (F
e1-x Cox )17等があり、また、面内磁気異方性を示
す金属間化合物としては、Sm2Fe14B,Nd2 Fe
17N3 ,Pr2 Fe17N3 ,Dy2 Fe17N3 ,Tb2
Fe17N3 ,Nd2 (Fe1-x Cox )17,Pr2 (F
e1-x Cox )17,NdFe11V,NdFe11Ti,P
rFe11V,PrFe11Ti等がある。本発明の磁気回
路に使用される磁心材料では、これらの高い結晶磁気異
方性を有する化合物の結晶粒を含む。ここで、高い結晶
磁気異方性とは、異方性磁界(Ha)で、その結晶磁気
異方性を表したとき、異方性磁界(Ha)が、20kO
e以上、望ましくは、30kOe以上の化合物をいう。That is, as the compound exhibiting uniaxial magnetic anisotropy, Pr 2 Fe 14 B, Nd 2 Fe 14 B, Tb 2 Fe
14 B, Dy 2 Fe 14 B , Sm 2 Fe 17 N 3, Sm 2 (F
e 1-x Co x ) 17 and the like, and examples of intermetallic compounds exhibiting in-plane magnetic anisotropy include Sm 2 Fe 14 B and Nd 2 Fe.
17 N 3, Pr 2 Fe 17 N 3, Dy 2 Fe 17 N 3, Tb 2
Fe 17 N 3 , Nd 2 (Fe 1-x Co x ) 17 , Pr 2 (F
e 1-x Co x ) 17 , NdFe 11 V, NdFe 11 Ti, P
rFe 11 V, PrFe 11 Ti and the like. The magnetic core material used in the magnetic circuit of the present invention includes crystal grains of a compound having such high crystal magnetic anisotropy. Here, a high crystal magnetic anisotropy is an anisotropic magnetic field (Ha). When the crystal magnetic anisotropy is expressed, the anisotropic magnetic field (Ha) is 20 kO.
e or more, preferably 30 kOe or more.
【0014】高い結晶磁気異方性を持つ、上記希土類化
合物の中で、一軸磁気異方性を有する化合物は、高い保
磁力を持たせることができるので、高性能永久磁石とし
て大量に使われている。しかし、面内磁気異方性を有す
る化合物は、永久磁石としての保磁力を与えることが不
可能なので、永久磁石には使われず、また、他のどのよ
うな分野においても、面内磁気異方性を有する化合物
が、工業製品として使われた例は、全く無いといってよ
い。Among the rare earth compounds having a high crystalline magnetic anisotropy, compounds having a uniaxial magnetic anisotropy can be used in large quantities as high-performance permanent magnets because they can have a high coercive force. I have. However, a compound having in-plane magnetic anisotropy cannot provide a coercive force as a permanent magnet, and is therefore not used for a permanent magnet. It can be said that there is no example in which a compound having properties is used as an industrial product.
【0015】本発明は、一軸磁気異方性と面内磁気異方
性の両方の種類の化合物を、永久磁石材料とは逆の、低
保磁力が要求される磁心材料への応用を提案する、即
ち、これらの高い結晶磁気異方性を有する化合物の結晶
粒を含み、その結晶磁気異方性の効果により、磁性体全
体として、磁化容易方向と磁化困難方向を持ち、その磁
化容易方向と磁化困難方向における磁化の差が大きい磁
性体を、永久磁石又は電磁石からなる磁束発生源と、該
磁束発生源からの磁束の磁路を形成する磁心材料と、空
隙とを有する磁気回路の磁心材料として利用することを
提案する。そして、本発明の磁気回路に使用される磁心
材料は、該磁心材料を構成する高い結晶磁気異方性を有
する化合物の結晶粒を、磁束が、上記空隙以外のところ
から漏れないように、所望の方向に配向したことを特徴
とするものである。The present invention proposes the application of both types of uniaxial magnetic anisotropy and in-plane magnetic anisotropy to a magnetic core material which is required to have a low coercive force as opposed to a permanent magnet material. That is, the magnetic material as a whole has an easy magnetization direction and a hard magnetization direction due to the effect of the crystal magnetic anisotropy, and includes the crystal grains of the compound having high crystal magnetic anisotropy. A magnetic material having a large difference in magnetization in the direction of hard magnetization, a magnetic flux source formed of a permanent magnet or an electromagnet, a magnetic core material forming a magnetic path of magnetic flux from the magnetic flux source, and a magnetic core material of a magnetic circuit having an air gap We propose to use it as. The magnetic core material used in the magnetic circuit according to the present invention preferably has a crystal grain of a compound having high crystal magnetic anisotropy, which constitutes the magnetic core material, so that magnetic flux does not leak from a place other than the gap. Characterized in that they are oriented in the direction of.
【0016】先ず最初に、本発明の磁気回路に使用され
る磁心材料の特徴ある構成としての磁化容易方向と磁化
困難方向における磁化の差が大きいという点について説
明する。なお、磁化容易方向と磁化困難方向は、一般
に、上述の高い結晶磁気異方性を有する化合物の結晶粒
について定義されるものであるが、以下に述べる磁化容
易方向と磁化困難方向は、これら化合物の結晶粒を含む
磁性体全体としての磁気的性質に関するものでもある。
また、高異方性磁心材料とは、これら磁性体全体として
の磁化容易方向と磁化困難方向の磁化のされ方に大きい
差がある磁心材料をいう。First, a characteristic feature of the magnetic core material used in the magnetic circuit of the present invention, in which the difference in magnetization between the easy magnetization direction and the hard magnetization direction is large, will be described. In addition, the easy magnetization direction and the hard magnetization direction are generally defined with respect to the crystal grains of the compound having the high magnetocrystalline anisotropy described above. It also relates to the magnetic properties of the magnetic body as a whole including the crystal grains.
The highly anisotropic magnetic core material refers to a magnetic core material having a large difference between the magnetization directions in the easy magnetization direction and the hard magnetization direction as the whole of the magnetic material.
【0017】磁気異方性を有する磁性体の磁化容易方向
と磁化困難方向における磁化曲線は、一例として、図2
に示されているようになる。即ち、磁化容易方向、即
ち、磁束の通りやすい方向に磁界を印加した場合には、
図2の磁化曲線(a)に示されているように、飽和磁化
(Is)まで、略垂直に立ち上がっているが、磁化困難
方向に磁界を印加した場合には、磁化曲線は、(b)に
示されているように、飽和磁化(Is)までの立ち上が
りの勾配が緩やかである。As an example, the magnetization curves of the magnetic material having magnetic anisotropy in the easy magnetization direction and the hard magnetization direction are shown in FIG.
As shown in That is, when a magnetic field is applied in the direction of easy magnetization, that is, the direction in which the magnetic flux easily passes,
As shown in the magnetization curve (a) of FIG. 2, the magnetization curve rises almost perpendicularly to the saturation magnetization (Is). However, when a magnetic field is applied in the hard magnetization direction, the magnetization curve becomes (b). As shown in the graph, the rising gradient up to the saturation magnetization (Is) is gentle.
【0018】本発明の磁気回路に使用される磁心材料と
しての磁性体は、磁化困難方向に磁界を印加した場合の
磁化曲線における、飽和磁化(Is)までの立ち上がり
勾配が、磁化容易方向に磁界を印加した場合の磁化曲線
における、飽和磁化(Is)までの立ち上がり勾配に比
べて、極めて、緩やかであることが重要である。本発明
においては、この勾配の差を表す指標として、磁界が5
kOeのときに測定される、磁化容易方向の磁化の大き
さ(Ie)と磁化困難方向の磁化の大きさ(Id)との
比を用いた。そして、本発明の磁気回路に使用される磁
心材料においては、磁化容易方向の磁化の大きさ(I
e)と磁化困難方向の磁化の大きさ(Id)との比(I
e/Id)(なお、この比を、以下では、磁気異方性の
比という。)が、2以上であることが好ましい。この条
件を、本発明の磁気回路に使用される磁心材料の磁気異
方性に関する基準に選んだ理由は、これまで使われた磁
心材料の中で、5kOeもの高磁界で、これほど大きい
磁化の異方性、即ち、大きい磁気異方性の比(Ie/I
d)を示す材料は前例が無く、方向性硅素鋼板や積層鋼
板等、磁気的な異方性を持つことが知られている磁心材
料でも、上記の基準と比べると、はるかに、磁気異方性
が小さいからである。5kOeという高磁界を印加する
と、従来の磁心材料では、印加方向がどんな方向でも、
磁心材料が測定方向に細長ければ(反磁界係数が小さけ
れば)、磁化は、かなり飽和に近くなる。5kOeとい
う高磁界は、磁気的な異方性に関して、本発明の磁気回
路に使用される磁心材料を、従来のものと区別するため
の測定磁界として最適である。In the magnetic material used as the magnetic core material used in the magnetic circuit of the present invention, the rising gradient up to the saturation magnetization (Is) in the magnetization curve when the magnetic field is applied in the hard magnetization direction has the magnetic field in the easy magnetization direction. It is important that the slope is extremely gentle as compared with the rising gradient up to the saturation magnetization (Is) in the magnetization curve in the case where is applied. In the present invention, a magnetic field of 5
The ratio between the magnitude of the magnetization in the easy magnetization direction (Ie) and the magnitude of the magnetization in the hard magnetization direction (Id) measured at kOe was used. In the magnetic core material used in the magnetic circuit of the present invention, the magnitude of magnetization (I
e) and the ratio (I) of the magnitude of the magnetization in the hard direction (Id).
e / Id) (this ratio is hereinafter referred to as a ratio of magnetic anisotropy) is preferably 2 or more. The reason that this condition was selected as the standard regarding the magnetic anisotropy of the core material used in the magnetic circuit of the present invention is that among the core materials used so far, at a high magnetic field as high as 5 kOe, the magnetization having such a large magnetization was used. Anisotropy, ie, the ratio of large magnetic anisotropy (Ie / I
The material shown in d) is unprecedented, and magnetic core materials known to have magnetic anisotropy, such as grain-oriented silicon steel sheets and laminated steel sheets, are far more magnetically anisotropic than the above criteria. This is because the sex is small. When a high magnetic field of 5 kOe is applied, in the conventional magnetic core material, the application direction is
If the core material is elongated in the measurement direction (if the demagnetizing factor is small), the magnetization will be very close to saturation. The high magnetic field of 5 kOe is optimal as a measurement magnetic field for distinguishing the magnetic core material used in the magnetic circuit of the present invention from the conventional magnetic field in terms of magnetic anisotropy.
【0019】上述したように、磁化容易方向の磁化の大
きさ(Ie)と磁化困難方向の磁化の大きさ(Id)と
の比(Ie/Id)を、2以上とすることにより、磁心
材料を通過する磁束が、磁化容易方向から外れることが
少なくなり、この性質をうまく利用して、即ち、磁心材
料中において、これら磁化容易方向と磁化困難方向を、
目的に応じて、所望の方向に制御することにより、磁束
発生源としての永久磁石や電磁石から発生する磁束を有
効に利用し、そして、それにより、空隙以外のところか
らの磁束の漏れを防止することができる。(Ie/I
d)の比が、更に大きくなると、磁束の所望の方向から
の曲がりが少なくなり、よい磁心材料になる。なお、比
(Ie/Id)が、2以上であることを判定するための
磁化測定においては、試料の形状に起因する反磁界を補
正した磁化曲線によらなければならない。As described above, by setting the ratio (Ie / Id) of the magnitude (Ie) of the magnetization in the easy magnetization direction to the magnitude (Id) of the magnetization in the hard magnetization direction to be 2 or more, the magnetic core material is obtained. The magnetic flux passing through is less likely to deviate from the direction of easy magnetization, and by taking advantage of this property, that is, in the core material, these easy directions and hard directions are
By controlling in a desired direction according to the purpose, a magnetic flux generated from a permanent magnet or an electromagnet as a magnetic flux generating source is effectively used, and thereby, leakage of magnetic flux from a place other than the air gap is prevented. be able to. (Ie / I
When the ratio d) is further increased, the bending of the magnetic flux from a desired direction is reduced, and a good core material is obtained. In the magnetization measurement for determining that the ratio (Ie / Id) is 2 or more, it is necessary to use a magnetization curve in which the demagnetizing field caused by the shape of the sample is corrected.
【0020】本発明においては、磁気回路において、ヨ
ーク等に、飽和磁化が大きく、且つ、磁気的にソフトな
(即ち、保磁力が小さい)高異方性磁心材料を使うこと
を提案する。即ち、保磁力を、2kOe以下、好ましく
は、1kOe以下としたものである。保磁力を、2kO
e以下とした場合には、最初に、本発明の磁気回路に使
用される磁心材料からなるヨーク等が、該ヨーク等が組
み込まれた装置中に装備されている電磁石や永久磁石に
より磁化された後に、使用中又は分解修理中に、何らか
の理由により、望ましくない方向に磁化されてしまって
も、ヨーク等が組み込まれた装置中に装備されている電
磁石や永久磁石からの磁束により、正常な方向に再磁化
されるので、装置が異常動作等を起こすことなく、常
に、正常に動作することになる。保磁力(iHc)が、
2kOeを越えると、一旦、減磁されたり、正常方向と
異なる方向に磁化されてしまったとき、磁化の可逆性が
失われ、正常な方向に磁化するためには、装置中に装備
された電磁石や永久磁石からの磁界では磁化力不足で、
別に用意されたパルス磁界源等による強力な着磁が必要
となる。これは実用的ではない。保磁力を、1kOe以
下とすることにより、磁化の可逆性は、更に高まり、上
述の中途半端な保磁力を持つ磁心材料を、ヨーク等に使
うことにより起こり得る種々の問題が、全くなくなる。
磁心材料と共に装備される永久磁石や電磁石の磁界強度
が低い用途に対しては、保磁力が1kOe以下の方が望
ましい。In the present invention, it is proposed to use a highly anisotropic magnetic core material having high saturation magnetization and magnetic softness (ie, low coercive force) for the yoke and the like in the magnetic circuit. That is, the coercive force is 2 kOe or less, preferably 1 kOe or less. Coercive force of 2 kO
In the case of e or less, first, a yoke or the like made of a magnetic core material used in the magnetic circuit of the present invention was magnetized by an electromagnet or a permanent magnet provided in a device incorporating the yoke or the like. Later, even if the magnet is magnetized in an undesired direction during use or during disassembly or repair for some reason, the magnetic flux from the electromagnet or permanent magnet provided in the device incorporating the yoke etc. causes the magnet to move in the normal direction. Therefore, the apparatus always operates normally without causing abnormal operation or the like. The coercive force (iHc)
If it exceeds 2 kOe, once it is demagnetized or magnetized in a direction different from the normal direction, the reversibility of the magnetization is lost, and in order to magnetize in the normal direction, an electromagnet equipped in the device is required. Or the magnetic field from the permanent magnet is insufficient in magnetizing power,
Strong magnetization by a separately prepared pulse magnetic field source or the like is required. This is not practical. By setting the coercive force to 1 kOe or less, the reversibility of magnetization is further enhanced, and various problems that may occur when the above-described magnetic core material having an incomplete coercive force is used for a yoke or the like are completely eliminated.
For applications in which the magnetic field strength of a permanent magnet or electromagnet provided with the core material is low, it is desirable that the coercive force be 1 kOe or less.
【0021】本発明の磁気回路に使用される磁心材料
は、磁心材料を構成する高い結晶磁気異方性を有する結
晶粒の磁化容易方向が、磁気回路内において所望の方向
に配向されていることを特徴としている。所望の方向と
は、空隙における磁束密度を高めるために、磁心中にお
ける磁束の流れの方向として望ましい方向であり、図
6、図7及び図8において例示されている。即ち、図6
のヨーク23及び24、図7の第2ヨーク11、12、
更に、図8のポールピース13bと14bにおいて、平
行線或いは収束線として描かれている方向が所望の方向
である。In the magnetic core material used in the magnetic circuit of the present invention, the direction of easy magnetization of crystal grains having high crystal magnetic anisotropy constituting the magnetic core material is oriented in a desired direction in the magnetic circuit. It is characterized by. The desired direction is a direction desired as the direction of the flow of the magnetic flux in the magnetic core in order to increase the magnetic flux density in the air gap, and is illustrated in FIGS. 6, 7, and 8. That is, FIG.
, And the second yokes 11, 12, in FIG.
Further, in the pole pieces 13b and 14b in FIG. 8, the direction drawn as a parallel line or a convergent line is a desired direction.
【0022】上述した一軸磁気異方性の磁心材料は、一
軸磁気異方性を有する化合物の結晶粒を含む粉末に、希
望する方向に制御された磁界を印加して、その磁界の方
向にc軸を配向させることにより得られる。この磁界配
向法により、c軸方向が所望の方向に配向された粉末
を、プレスで圧縮成形して圧粉体を成形した後に、粉末
に、予め混ぜておいた樹脂をキュアしたり、或いは、プ
レスして圧縮成形した圧粉体を焼結して、一軸磁気異方
性を有する磁心材料を製造することができる。上記の磁
界の印加方向が、一軸磁気異方性を有する磁心材料の磁
化容易方向、即ち、磁束の通りやすい方向になる。The above-mentioned magnetic material having a uniaxial magnetic anisotropy applies a controlled magnetic field in a desired direction to a powder containing crystal grains of a compound having a uniaxial magnetic anisotropy, and applies c to the powder in a desired direction. Obtained by orienting the axis. By this magnetic field orientation method, after the powder whose c-axis direction is oriented in a desired direction is compression-molded by a press to form a green compact, the powder is cured with a resin mixed in advance, or The pressed and compacted green compact can be sintered to produce a magnetic core material having uniaxial magnetic anisotropy. The direction in which the magnetic field is applied is the direction of easy magnetization of the magnetic core material having uniaxial magnetic anisotropy, that is, the direction in which the magnetic flux easily passes.
【0023】永久磁石材料の製法と異なる点は、本発明
の磁気回路に使用される磁心材料では、結晶粒が、永久
磁石材料の場合よりはるかに大きいことである。永久磁
石材料では、普通の冷却速度で鋳造された合金やストリ
ップキャストと呼ばれる中程度の冷却速度で鋳造された
合金の粉末を使うときは、粉末の粒径を2〜4μmと微
細にしたり、超急冷法により、合金組織を、極めて微細
にする必要がある(この場合には、粉末の粒径は大きく
てもよい。)。本発明の磁気回路に使用される磁心材料
には、普通又は中程度の冷却速度で鋳造された合金か
ら、10μm以上、更には、20〜30μm以上の大粒
径の粉末を作製して、樹脂ボンド磁心材料や焼結磁心材
料が作られる。このように、大きい粒径の粉末を使うこ
とにより、保磁力(iHc)が2kOe以下、更には、
1kOe以下の磁心材料が、容易に得られる。The difference from the method of manufacturing the permanent magnet material is that the crystal grains of the magnetic core material used in the magnetic circuit of the present invention are much larger than those of the permanent magnet material. In the case of permanent magnet materials, when using alloys cast at a normal cooling rate or alloys cast at a moderate cooling rate called strip casting, the particle size of the powder is reduced to 2 to 4 μm, It is necessary to make the alloy structure extremely fine by the quenching method (in this case, the particle size of the powder may be large). The core material used in the magnetic circuit of the present invention is made of an alloy cast at a normal or moderate cooling rate to form a powder having a large particle diameter of 10 μm or more, and further, 20 to 30 μm or more, Bonded and sintered core materials are made. Thus, by using a powder having a large particle size, the coercive force (iHc) is 2 kOe or less, and further,
Magnetic core materials of 1 kOe or less can be easily obtained.
【0024】また、面内磁気異方性の磁心材料の場合
は、面内磁気異方性を有する化合物の結晶粒を含む粉末
に、回転磁界を作用させることにより、回転磁界の回転
軸の方向にc軸が配向する。こうして、回転軸に対して
垂直な面が、磁化しやすい面になるように、粉末を配向
させた後、プレスで圧縮成形して圧粉体を成形し、粉末
に、予め混ぜておいた樹脂をキュアしたり、或いは、プ
レスして圧縮成形した圧粉体を焼結して、面内磁気異方
性を有する磁心材料を製造することができる。上記の回
転磁界の回転軸に対して垂直な面が、磁心材料の磁化容
易方向、即ち、磁束の通りやすい面になる。面内異方性
の場合にも、粒径が10μm以上、更には、20〜30
μm以上の粉末が使われる。面内異方性の場合には、粒
径は10μm以下であっても、保磁力が小さい磁心材料
が作られる。一軸磁気異方性の場合も、面内磁気異方性
の場合も、低保磁力化のためには、高磁気異方性の化合
物の結晶粒だけでなく、FeやFe合金の結晶粒を含む
方が良い。特に、FeやFe合金は、飽和磁化が大きい
ので、これらの結晶粒を含むことは、飽和磁化を大きく
するためにも有利である。In the case of a magnetic core material having in-plane magnetic anisotropy, a rotating magnetic field is applied to a powder containing crystal grains of a compound having in-plane magnetic anisotropy so that the direction of the rotation axis of the rotating magnetic field is changed. The c-axis is oriented. In this way, after orienting the powder so that the plane perpendicular to the rotation axis becomes the surface that is easily magnetized, compression molding is performed with a press to form a green compact, and the resin previously mixed with the powder is mixed. Or a pressed green compact formed by pressing and sintering to produce a magnetic core material having in-plane magnetic anisotropy. The plane perpendicular to the rotation axis of the rotating magnetic field is the direction of easy magnetization of the magnetic core material, that is, the plane through which the magnetic flux easily passes. Also in the case of in-plane anisotropy, the particle size is 10 μm or more, and more preferably 20 to 30 μm.
A powder of μm or more is used. In the case of in-plane anisotropy, a core material having a small coercive force is produced even if the particle size is 10 μm or less. In both cases of uniaxial magnetic anisotropy and in-plane magnetic anisotropy, in order to reduce the coercive force, not only crystal grains of a compound having a high magnetic anisotropy but also crystal grains of Fe or an Fe alloy are used. It is better to include. In particular, since Fe and Fe alloys have a large saturation magnetization, including these crystal grains is advantageous for increasing the saturation magnetization.
【0025】一般に、面内異方性を有する化合物によ
り、本発明の磁気回路に使用される磁心材料を作った方
が、一軸異方性を有する化合物によるよりも、製造条件
が同じであれば、保磁力を小さくできる。保磁力が小さ
いことが重要な用途には、面内異方性を持つ化合物を使
用して磁心材料が作られる。磁界による粉末の配向とい
う観点からは、一軸異方性の化合物の配向が、面内異方
性の化合物の回転磁界による配向よりも配向装置が簡単
になるという利点がある。In general, when a magnetic core material used in the magnetic circuit of the present invention is made of a compound having in-plane anisotropy, the production conditions are the same as compared with a compound having uniaxial anisotropy. The coercive force can be reduced. For applications where low coercivity is important, magnetic core materials are made using compounds with in-plane anisotropy. From the viewpoint of the orientation of the powder by the magnetic field, there is an advantage that the orientation of the uniaxially anisotropic compound is simpler than that of the in-plane anisotropic compound by the rotating magnetic field.
【0026】また、所望する方向に配向された磁気異方
性を有する磁心材料を、熱間圧延加工法により製造する
こともできる。例えば、図3に示されているように、R
2 Fe14Bを含む合金の板材w1を、700°C以上の
高温で、一対のローラー15、16間で圧延加工する
と、ローラー15、16により、寸法が収縮した方向と
平行に、即ち、図3に矢印で示した上下方向に、R2 F
e14Bの結晶粒のc軸が配向した磁気異方性を有する磁
心材料が製造できる。熱間押し出し法によっても、同様
に、c軸方向が配向した磁心材料が製造できる。この場
合も、押し出し加工により、寸法が収縮すると、その収
縮方向に平行にc軸が配向することになる。Further, a magnetic core material having magnetic anisotropy oriented in a desired direction can be manufactured by a hot rolling method. For example, as shown in FIG.
When the plate material w1 of the alloy containing 2Fe 14 B is rolled between a pair of rollers 15 and 16 at a high temperature of 700 ° C. or more, the dimensions are contracted by the rollers 15 and 16 in parallel with the direction in which the dimensions are shrunk. in the vertical direction indicated by the arrow in 3, R 2 F
A magnetic core material having magnetic anisotropy in which the c axis of e 14 B crystal grains is oriented can be manufactured. Similarly, a magnetic core material in which the c-axis direction is oriented can be manufactured by the hot extrusion method. Also in this case, when the dimension is reduced by extrusion, the c-axis is oriented parallel to the direction of the contraction.
【0027】更に、磁気異方性を有する磁心材料を、図
4に示されているような熱間ダイアプセット法により製
造することもできる。例えば、700°C以上の高温に
加熱されたR2 Fe14Bを含む合金の塊w2を、筒状の
ダイ17に挿着された下パンチ18上に載置し、次い
で、ダイ17に挿入された上パンチ19と下パンチ18
との間で、上記の無配向のR2 Fe14Bを含む合金の塊
w2を圧縮すると、寸法が収縮した方向と平行に、即
ち、下パンチ18と上パンチ19の移動方向に、R2 F
e14Bの結晶粒のc軸が配向した磁気異方性を有する磁
心材料が製造できる。Further, a magnetic core material having magnetic anisotropy can be manufactured by a hot diap set method as shown in FIG. For example, an alloy lump w2 containing R 2 Fe 14 B heated to a high temperature of 700 ° C. or more is placed on a lower punch 18 inserted in a cylindrical die 17, and then inserted into the die 17. Upper punch 19 and lower punch 18
Between, compressing the mass w2 of an alloy containing R 2 Fe 14 B of the non-oriented above and parallel to the direction in which the dimension is contracted, i.e., the moving direction of the lower punch 18 and upper punch 19, R 2 F
A magnetic core material having magnetic anisotropy in which the c axis of e 14 B crystal grains is oriented can be manufactured.
【0028】上述した熱間加工法は、永久磁石材料の製
法としても知られている。永久磁石を製造するときは、
高保磁力にするために、加工時の温度を余り高くでき
ず、最適温度に厳しく制御されなくてはならない。本発
明の磁気回路に使用される磁心材料は、保磁力(iH
c)が2kOe以下、更には、1kOe以下であること
が好ましいので、加工時の温度は、かなり高温で、加工
しやすい温度が選ばれる。また、組成的には、R2 Fe
14Bの化合物だけでなく、FeやFe合金の結晶粒を含
むように調整される。また、面内異方性を有する化合
物、例えば、Sm2 Fe14Bを含む合金を使用すること
により、FeやFe合金の結晶粒を含む場合でも、これ
らの結晶粒を含まない場合でも、低保磁力の磁心材料が
作られる。The above-described hot working method is also known as a method for producing a permanent magnet material. When manufacturing permanent magnets,
In order to achieve a high coercive force, the temperature during processing cannot be too high and must be strictly controlled to an optimum temperature. The magnetic core material used in the magnetic circuit of the present invention has a coercive force (iH
Since c) is preferably 2 kOe or less, and more preferably 1 kOe or less, the temperature during processing is selected to be a considerably high temperature and easy to process. In terms of composition, R 2 Fe
It is adjusted so as to include not only the compound of 14B but also crystal grains of Fe or an Fe alloy. In addition, by using a compound having in-plane anisotropy, for example, an alloy containing Sm 2 Fe 14 B, even when Fe or Fe alloy crystal grains are included, even when these crystal grains are not included, a low level can be obtained. A coercive core material is made.
【0029】これらの加工法により、合金塊に含まれて
いるR2 Fe14Bのc軸方向を、目的に合わせて所望の
方向に揃えることができる。Rの選択により、化合物
が、R2 Fe14B等の一軸異方性を示す化合物の場合に
は、上述のc軸が配向された方向に磁化容易方向が向け
られる。また、Sm2 Fe14B等の面内異方性を有する
化合物の場合には、c軸方向に垂直な面が、磁化容易方
向となり、c軸方向は、磁化困難方向になる。By these working methods, the c-axis direction of R 2 Fe 14 B contained in the alloy ingot can be aligned in a desired direction according to the purpose. When the compound is a compound exhibiting uniaxial anisotropy such as R 2 Fe 14 B by selection of R, the direction of easy magnetization is directed to the direction in which the c-axis is oriented. In the case of a compound having in-plane anisotropy such as Sm 2 Fe 14 B, the plane perpendicular to the c-axis direction is the easy magnetization direction, and the c-axis direction is the hard magnetization direction.
【0030】本発明の磁気回路に使用される磁気異方性
を有する磁心材料は、図1に示されているように、実質
的に、磁気異方性を有する化合物の結晶粒sのみからな
る場合と、図5に模式図的に示すように、磁気異方性を
有する化合物の結晶粒sと、Fe又は/及びFe合金の
混合物からなる場合がある。特に高い磁気異方性が要求
される場合には、磁気異方性を有する化合物の結晶粒の
みからなる磁心材料が使用される。また、磁気異方性
は、若干低下しても、高い飽和磁化が重視される場合に
は、磁気異方性を有する化合物の結晶粒と、Fe又は/
及びFe合金の結晶粒の混合物からなる磁心材料が使用
される。As shown in FIG. 1, the magnetic core material having magnetic anisotropy used in the magnetic circuit of the present invention substantially consists only of crystal grains s of a compound having magnetic anisotropy. In some cases, as schematically shown in FIG. 5, there are cases in which a crystal grain s of a compound having magnetic anisotropy and a mixture of Fe and / or an Fe alloy are used. When a particularly high magnetic anisotropy is required, a magnetic core material composed of only crystal grains of a compound having magnetic anisotropy is used. Further, even if the magnetic anisotropy is slightly reduced, when importance is placed on high saturation magnetization, the crystal grains of the compound having the magnetic anisotropy and Fe or /
And a magnetic core material composed of a mixture of Fe alloy crystal grains.
【0031】磁気異方性を有する化合物の結晶粒と、F
eやFe合金の結晶粒が、微細に均一に分散している
と、FeやFe合金の磁化のされ方は、等方的でも、配
向された高い結晶磁気異方性を有する化合物の結晶粒の
磁化の影響を受けて、FeやFe合金の結晶粒の磁化も
方向性を持つことになる。FeやFe合金の磁化の大き
さは、化合物の磁化の大きさより大きいので、このよう
な混合物からなる磁心材料は、磁気異方性を有する化合
物だけからなる磁心材料に比べて、飽和磁化の大きさが
大きく、磁気異方性の比(Ie/Id)は、少し小さい
磁心材料になる。飽和磁化の大きさが大きいことが重要
で、磁気異方性の比(Ie/Id)は、中程度でよい用
途には、このような混合物の磁心材料が使われる。Crystal grains of a compound having magnetic anisotropy;
If the crystal grains of e or the Fe alloy are finely and uniformly dispersed, the magnetization of the Fe or Fe alloy may be isotropic, but the crystal grains of the compound having a high magnetocrystalline anisotropy oriented may be used. , The magnetization of the crystal grains of Fe or Fe alloy also has directionality. Since the magnitude of magnetization of Fe or an Fe alloy is larger than the magnitude of magnetization of a compound, a core material made of such a mixture has a larger saturation magnetization than a core material made of only a compound having magnetic anisotropy. A magnetic core material having a large magnetic anisotropy ratio (Ie / Id) is obtained. It is important that the magnitude of the saturation magnetization is large, and a magnetic core material of such a mixture is used for applications in which the ratio of magnetic anisotropy (Ie / Id) may be moderate.
【0032】磁心材料の磁気異方性の比(Ie/Id)
に影響する因子は、次の3つである。(1)化合物の異
方性磁界の大きさ、(2)化合物の結晶粒の配向度、
(3)Fe及び/又はFe合金結晶粒と化合物の結晶粒
の磁性体全体の中での含有体積比。上記の(1)異方性
磁界が大きいほど、(2)配向度が大きいほど、そし
て、(3)Fe及び/又はFe合金の結晶粒の含有量が
小さいほど、磁性体全体としての磁気異方性の比(Ie
/Id)は大きくなる。これらの因子は、用途に応じて
調整され使用に供される。Ratio of magnetic anisotropy of core material (Ie / Id)
Are the following three factors. (1) the magnitude of the anisotropic magnetic field of the compound, (2) the degree of orientation of the crystal grains of the compound,
(3) Content volume ratio of Fe and / or Fe alloy crystal grains and compound crystal grains in the entire magnetic body. As (1) the larger the anisotropic magnetic field, (2) the larger the degree of orientation, and (3) the smaller the content of the crystal grains of Fe and / or the Fe alloy, the smaller the magnetic anisotropy of the entire magnetic body. Ratio of anisotropy (Ie
/ Id) increases. These factors are adjusted according to the application and used.
【0033】次に、上述した磁心材料を、上述したスピ
ーカー、核磁気共鳴画像診断装置の磁気回路及び磁気測
定装置の磁気回路に使用した実施例について説明する。Next, an embodiment in which the above-described magnetic core material is used for the above-described speaker, a magnetic circuit of a nuclear magnetic resonance imaging diagnostic apparatus, and a magnetic circuit of a magnetic measuring apparatus will be described.
【0034】図6に示されているスピーカーを構成す
る、磁束発生源としての円柱状の永久磁石20の上下面
に、それぞれ、Feからなる円錐状の上部及び下部中間
部材21、22を、接着等により接合する。側断面形状
が略U字状の第1ヨーク23の中程に形成された逆円錐
状の凹部23aに、下部中間部材22を嵌合するととも
に、下部中間部材22に第1ヨーク23を接合する。ま
た、中程に上部中間部材21が嵌合可能な、円錐状の凹
部24aを有する円盤状の第2ヨーク24を、上部中間
部材21に接合する。Conical upper and lower intermediate members 21 and 22 made of Fe are respectively adhered to the upper and lower surfaces of a columnar permanent magnet 20 as a magnetic flux generating source constituting the speaker shown in FIG. And so on. The lower intermediate member 22 is fitted into the inverted conical recess 23 a formed in the middle of the first yoke 23 having a substantially U-shaped side cross section, and the first yoke 23 is joined to the lower intermediate member 22. . Further, a disk-shaped second yoke 24 having a conical concave portion 24a into which the upper intermediate member 21 can be fitted in the middle is joined to the upper intermediate member 21.
【0035】第2ヨーク24には、図6において、上下
方向に、c軸が配向された面内磁気異方性を有する磁心
材料が使用されているので、c軸に対して垂直な方向、
即ち、図6において、水平方向が磁化容易方向であり、
上下方向が磁化困難方向となる。側断面形状が略U字状
の第1ヨーク23の水平部23bは、c軸が上下方向に
配向された面内磁気異方性を有する磁心材料で形成され
ているので、c軸に対して垂直な方向、即ち、図6にお
いて、水平方向が磁化容易方向であり、上下方向が磁化
困難方向となる。また、円筒状の垂直部23cは、c軸
が円筒の中心に向かう方向(ラジアル方向)に配向され
た面内磁気異方性を有する磁心材料で形成されているの
で、c軸に対して垂直な方向、即ち、図6において、上
下方向が磁化容易方向であり、水平方向が磁化困難方向
となる。そして、水平部23bの両端部の45°に形成
された傾斜面と、垂直部23cの下端部の45°に形成
された傾斜面とが接着等により接合されている。更に、
垂直部23cの上端部の45°に形成された傾斜面に
は、c軸が上下方向に配向された、従って、図6におい
て、水平方向が磁化容易方向で、上下方向が磁化困難方
向となる、断面形状が三角形状の面内磁気異方性を有す
る磁心材料からなるリング23dが、接着等により接合
されている。そして、リング23dと、水平状の第2ヨ
ーク24の両端部間に空隙gが形成されている。In FIG. 6, the second yoke 24 is made of a magnetic core material having in-plane magnetic anisotropy in which the c-axis is oriented in the vertical direction.
That is, in FIG. 6, the horizontal direction is the direction of easy magnetization,
The vertical direction is the direction of hard magnetization. The horizontal portion 23b of the first yoke 23 having a substantially U-shaped side cross-section is formed of a magnetic core material having in-plane magnetic anisotropy in which the c-axis is oriented in the vertical direction. The vertical direction, that is, in FIG. 6, the horizontal direction is the direction of easy magnetization, and the vertical direction is the direction of difficult magnetization. Also, since the cylindrical vertical portion 23c is formed of a magnetic core material having in-plane magnetic anisotropy in which the c-axis is oriented in the direction (radial direction) toward the center of the cylinder, the vertical portion 23c is perpendicular to the c-axis. In FIG. 6, the vertical direction is the easy magnetization direction, and the horizontal direction is the hard magnetization direction. The inclined surface formed at 45 ° at both ends of the horizontal portion 23b and the inclined surface formed at 45 ° at the lower end of the vertical portion 23c are joined by bonding or the like. Furthermore,
On the inclined surface formed at 45 ° at the upper end of the vertical portion 23c, the c-axis is vertically oriented. Therefore, in FIG. 6, the horizontal direction is the easy magnetization direction and the vertical direction is the hard magnetization direction. A ring 23d made of a magnetic core material having a triangular cross-section and having in-plane magnetic anisotropy is joined by bonding or the like. A gap g is formed between both ends of the ring 23d and the horizontal second yoke 24.
【0036】空隙gを形成するブロック23dと第2ヨ
ーク24は、共に、水平方向が磁化容易方向であり、垂
直方向は、磁束が通りにくい磁化困難方向であるので、
永久磁石20からの磁束は、空隙g間に収束し、空隙g
以外から漏れる磁束が非常に少なく、高性能のスピーカ
ーを実現することができる。なお、図6には、空隙gに
配置されるコーン紙(振動板)や可動コイルが省略され
ている。Both the block 23d and the second yoke 24 forming the gap g have the horizontal direction as the direction of easy magnetization and the vertical direction as the direction of hard magnetization through which magnetic flux does not easily pass.
The magnetic flux from the permanent magnet 20 converges between the gaps g, and the gap g
Very little magnetic flux leaks from other sources, and a high-performance speaker can be realized. In FIG. 6, cone paper (diaphragm) and movable coils arranged in the gap g are omitted.
【0037】図7には、図11に示されている公知の核
磁気共鳴画像診断装置の磁気回路の第2ヨーク11、1
2として、c軸が、上下方向に配向された、一軸磁気異
方性を有する磁心材料を使用した核磁気共鳴画像診断装
置の磁気回路が示されている。このように、第2ヨーク
11、12は、c軸が、上下方向に配向されており、従
って、上下方向が磁化容易方向であるので、永久磁石
9、10からの磁束が、第2ヨーク11、12の側面か
ら漏れることが少なくなり、空隙gにおける磁束密度を
大きく、均一に形成することができる。このように、本
発明の磁心材料からなる第2ヨーク11、12を使用す
ることにより、磁気回路の効率が増大し、磁気回路に使
用する永久磁石の量を減少することができ、磁気回路の
値段を下げることができる。FIG. 7 shows the second yokes 11, 1 of the magnetic circuit of the known nuclear magnetic resonance imaging apparatus shown in FIG.
Reference numeral 2 indicates a magnetic circuit of a nuclear magnetic resonance imaging diagnostic apparatus using a magnetic core material having a uniaxial magnetic anisotropy in which the c-axis is vertically oriented. As described above, the second yokes 11 and 12 have the c-axis oriented in the up-down direction, and thus the up-down direction is the direction of easy magnetization, so that the magnetic flux from the permanent magnets 9 and 10 , 12 can be reduced, and the magnetic flux density in the gap g can be increased and formed uniformly. As described above, by using the second yokes 11 and 12 made of the magnetic core material of the present invention, the efficiency of the magnetic circuit is increased, and the amount of permanent magnets used in the magnetic circuit can be reduced. Price can be reduced.
【0038】図8には、図12に示されている公知の磁
気測定装置等に使用する電磁石のポールピース13b、
14bとして、c軸が、空隙gの中心(0)方向に配向
された、一軸異方性を有する磁心材料を使用した電磁石
が示されている。このように、c軸が、空隙gの中心
(0)方向に配向された磁心材料を、ポールピース13
b、14bに使用したので、空隙gの中心(0)に向か
って、磁束が集中し、ポールピース13b、14bの側
面からの磁束の漏れが減り、空隙gに高磁界が作られ、
小型で、高性能の磁気測定装置を実現することができ
る。FIG. 8 shows a pole piece 13b of an electromagnet used for the known magnetometer shown in FIG.
As 14b, an electromagnet using a magnetic core material having uniaxial anisotropy in which the c-axis is oriented in the center (0) direction of the gap g is shown. As described above, the core material having the c-axis oriented in the direction of the center (0) of the gap g is transferred to the pole piece 13.
b, 14b, the magnetic flux concentrates toward the center (0) of the gap g, the leakage of the magnetic flux from the side surfaces of the pole pieces 13b, 14b decreases, and a high magnetic field is created in the gap g.
A small, high-performance magnetometer can be realized.
【0039】これまでにも、磁束を所望の方向へ導くこ
とを目的として、FeやFe合金からなる針金を束ねた
もの、或いは、FeやFe合金の薄板を積層したもの
等、従来のFeやFe合金による磁心材料により、磁性
体に異方性を与える試みはあっが、本発明の磁気回路に
使用される磁心材料のように、大きい磁気異方性の比
(Ie/Id)を、5kOeもの高磁界で持たせること
ができなかった。本発明の磁心材料の多くの用途におい
ては、5kOe又はそれ以上の磁界の中で、磁気異方性
の比(Ie/Id)が十分大きいことが必要であり、こ
れらの用途において、従来の磁心材料を、本発明の磁気
回路に使用される磁心材料の代わりに使うことができな
い。Conventionally, for the purpose of guiding magnetic flux in a desired direction, conventional Fe or Fe alloys such as a bundle of wires made of Fe or Fe alloy or a laminate of thin plates of Fe or Fe alloy have been used. Attempts have been made to impart anisotropy to a magnetic body by using a magnetic core material made of an Fe alloy, but as in the case of the magnetic core material used in the magnetic circuit of the present invention, a large magnetic anisotropy ratio (Ie / Id) was set to 5 kOe. Could not be held in a high magnetic field. In many applications of the core material of the present invention, the magnetic anisotropy ratio (Ie / Id) needs to be sufficiently large in a magnetic field of 5 kOe or more. The material cannot be used in place of the core material used in the magnetic circuit of the present invention.
【0040】先に述べたように、一軸磁気異方性を持つ
化合物は、永久磁石材料として使われているが、面内磁
気異方性を持つ化合物は、これまで全く用途が無かっ
た。本発明により、初めて、その用途が出現した。面内
磁気異方性を持つ化合物の結晶粒を含む本発明の磁心材
料は、低保磁力化が容易であることから、一軸磁気異方
性の磁心材料よりも有利な面もある。As described above, a compound having uniaxial magnetic anisotropy is used as a permanent magnet material, but a compound having in-plane magnetic anisotropy has never been used. With the present invention, for the first time, its use has emerged. The magnetic core material of the present invention containing crystal grains of a compound having in-plane magnetic anisotropy has an advantage over a uniaxial magnetic anisotropic magnetic core material because it is easy to reduce the coercive force.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明は、以上説明した構成を有してい
るので、以下に記載する効果を奏するものである。Since the present invention has the above-described structure, the following effects can be obtained.
【0042】永久磁石や電磁石の磁束発生源から発生す
る磁束を、空隙の方に導くことができ、それにより、空
隙以外のところからの磁束の漏れを少なくすることがで
きるので、空隙に、より強い、均一な磁界を発生させる
ことができる。また、磁心材料が、低保磁力であるの
で、磁心材料の磁化の不可逆変化に起因する装置の誤動
作を防止することができる。The magnetic flux generated from the magnetic flux generating source of the permanent magnet or the electromagnet can be guided to the air gap, whereby the leakage of the magnetic flux from a place other than the air gap can be reduced. A strong, uniform magnetic field can be generated. Further, since the magnetic core material has a low coercive force, malfunction of the device due to irreversible change in the magnetization of the magnetic core material can be prevented.
【0043】Fe及び/又はFe合金を混合させたの
で、高い磁気異方性と高い飽和磁化とを両立させること
ができる。Since Fe and / or Fe alloy is mixed, both high magnetic anisotropy and high saturation magnetization can be achieved.
【図1】図1は化合物の結晶粒の集合体の模式図であ
る。FIG. 1 is a schematic view of an aggregate of crystal grains of a compound.
【図2】図2は磁心材料の磁化曲線である。FIG. 2 is a magnetization curve of a core material.
【図3】図3は面内磁気異方性を有する磁心材料を製造
するための熱間圧延加工装置の側面図である。FIG. 3 is a side view of a hot rolling apparatus for manufacturing a magnetic core material having in-plane magnetic anisotropy.
【図4】図4は面内磁気異方性を有する磁心材料を製造
するための熱間ダイアプセット装置の側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view of a hot diap set apparatus for producing a magnetic core material having in-plane magnetic anisotropy.
【図5】図5は磁気異方性を有する結晶粒とFeとの混
合物からなる磁心材料の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a magnetic core material made of a mixture of crystal grains having magnetic anisotropy and Fe.
【図6】図6は本発明の磁気回路の一例としてのスピー
カーの磁気回路の側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view of a magnetic circuit of a speaker as an example of the magnetic circuit of the present invention.
【図7】図7は本発明の磁気回路の一例としての核磁気
共鳴画像診断装置の磁気回路の側面図である。FIG. 7 is a side view of a magnetic circuit of a nuclear magnetic resonance imaging diagnostic apparatus as an example of the magnetic circuit of the present invention.
【図8】図8は本発明の磁気回路の一例としての磁気測
定装置の磁気回路の側断面図である。FIG. 8 is a side sectional view of a magnetic circuit of a magnetometer as an example of the magnetic circuit of the present invention.
【図9】図9は従来の磁気回路の一部正面図である。FIG. 9 is a partial front view of a conventional magnetic circuit.
【図10】図10は従来の磁気回路の一例としてのスピ
ーカーの磁気回路の側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view of a magnetic circuit of a speaker as an example of a conventional magnetic circuit.
【図11】図11は従来の磁気回路の一例としての核磁
気共鳴画像診断装置の磁気回路の側面図である。FIG. 11 is a side view of a magnetic circuit of a nuclear magnetic resonance imaging diagnostic apparatus as an example of a conventional magnetic circuit.
【図12】図12は従来の磁気回路の一例としての磁気
測定装置の磁気回路の側断面図である。FIG. 12 is a side sectional view of a magnetic circuit of a magnetometer as an example of a conventional magnetic circuit.
g・・・・・・・・・・・空隙 s・・・・・・・・・・・結晶粒 w1、w2・・・・・・・素材 20・・・・・・・・・・永久磁石 23、24・・・・・・・ヨーク g: voids s: crystal grains w1, w2: material 20: permanent Magnets 23, 24 ... yoke
Claims (4)
と、該磁束発生源からの磁束の磁路を形成する磁心材料
と、空隙とを有する磁気回路であって、磁心材料の一部
又は全部が、高い結晶磁気異方性を有する化合物の結晶
粒を含む高異方性磁心材料からなるとともに、前記化合
物の結晶粒の磁化容易方向が、所望の方向に配向されて
おり、且つ、前記磁心材料が、低保磁力であることを特
徴とする磁気回路。A magnetic circuit having a magnetic flux generating source comprising a permanent magnet or an electromagnet, a magnetic core material forming a magnetic path of magnetic flux from the magnetic flux generating source, and an air gap, wherein a part or all of the magnetic core material is provided. Is made of a highly anisotropic magnetic core material containing crystal grains of a compound having high crystal magnetic anisotropy, and the direction of easy magnetization of crystal grains of the compound is oriented in a desired direction, and the magnetic core A magnetic circuit, wherein the material has a low coercive force.
する化合物の結晶粒に加えて、Fe及び/又はFe合金
の結晶粒が含まれていることを特徴とする請求項1に記
載の磁気回路。2. The magnetic core material according to claim 1, wherein crystal grains of Fe and / or Fe alloy are contained in addition to crystal grains of a compound having high crystal magnetic anisotropy. Magnetic circuit.
が、面内磁気異方性を有することを特徴とする請求項1
又は請求項2に記載の磁気回路。3. A compound according to claim 1, wherein said compound having high crystal magnetic anisotropy has in-plane magnetic anisotropy.
Alternatively, the magnetic circuit according to claim 2.
が、一軸磁気異方性を有することを特徴とする請求項1
又は請求項2に記載の磁気回路。4. The compound according to claim 1, wherein said compound having high crystal magnetic anisotropy has uniaxial magnetic anisotropy.
Alternatively, the magnetic circuit according to claim 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16344097A JPH10340809A (en) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | Magnetic circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16344097A JPH10340809A (en) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | Magnetic circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10340809A true JPH10340809A (en) | 1998-12-22 |
Family
ID=15773942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16344097A Pending JPH10340809A (en) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | Magnetic circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10340809A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10734848B2 (en) * | 2014-11-07 | 2020-08-04 | Ford Global Technologies, Llc | Fixtures and methods for forming aligned magnetic cores |
| US20240402105A1 (en) * | 2021-10-21 | 2024-12-05 | Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh | Sensor element for testing a data carrier having a spin resonance feature, dividing method, mounting method and testing method |
-
1997
- 1997-06-05 JP JP16344097A patent/JPH10340809A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10734848B2 (en) * | 2014-11-07 | 2020-08-04 | Ford Global Technologies, Llc | Fixtures and methods for forming aligned magnetic cores |
| US20240402105A1 (en) * | 2021-10-21 | 2024-12-05 | Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh | Sensor element for testing a data carrier having a spin resonance feature, dividing method, mounting method and testing method |
| US12578292B2 (en) * | 2021-10-21 | 2026-03-17 | Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh | Sensor element for testing a data carrier having a spin resonance feature, dividing method, mounting method and testing method |
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