JPS6076104A - 磁界発生装置 - Google Patents

磁界発生装置

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JPS6076104A
JPS6076104A JP58184030A JP18403083A JPS6076104A JP S6076104 A JPS6076104 A JP S6076104A JP 58184030 A JP58184030 A JP 58184030A JP 18403083 A JP18403083 A JP 18403083A JP S6076104 A JPS6076104 A JP S6076104A
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field generating
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宮本 毅信
Hideya Sakurai
桜井 秀也
Masato Sagawa
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Sumitomo Special Metals Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets 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
    • H01F1/04Magnets 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
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    • H01F1/0577Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、R(RはYを含む希土類元素のうち少なく
とも1種)、B、Feを主成分とづる永久磁石を使用し
た磁界発生装置に関する。
一般に、磁界発生装置として、ソレノイド(空芯コイル
)、電磁石、永久磁石磁気回路が知られている。
ソレノイドには、銅またはアルミニウムからなる導線を
円筒状に巻着した常伝導磁石あるいは、特殊な導線を用
い、絶対零度付近の温度に冷却して使用する超体導磁石
が知られているが、前者はm迫上安価であるが十分な強
力磁界を発生させるためには、膨大な電力と冷却水が必
要であり、ランニングコストが高く、フィルが作る漏洩
磁界は使用用途によっては悪影響の要因となる等の問題
があり、一方、後者の超伝導磁石は、電力の消費が少な
く小型で強力な磁界を発生し得る利点があるが、冷媒と
して高価な液体ヘリウム等の使用が不可欠であり、いわ
ゆるイニシVルコストとともにランニングコストも著し
く高い問題があり、汎用されるには至っていない。
ところで永久磁石回路は、もし磁界の強度が上記のソレ
ノイド、電磁石と同等に得られるのならば、電力の消費
もなく、漏洩磁界は弱く、種々の用途の実用化に理想的
であるといえるが、現在知られている永久磁石を用いた
磁気回路では、回路の寸法、重量が膨大となり、ぞの用
途が極めて限定されてしまう。
この発明は、かかる現状に鑑み、磁界発生装置に強力な
磁界が得られる永久磁石を使用して、磁界発生装置の小
形化とイニシャルコスト並びにランニングコストの低減
化を図った磁界発生装置を目的としている。
Jなわち、この発明は、R(但しRはYを含む希土類元
素のうち少なくとも1種)811i!子%〜30原子%
、B 2原子%〜28原子%、Fe42原子%〜90原
子%を主成分とし主相が正方晶相からなる永久磁石を配
置した磁界発生装置を要旨とし、さらに、上記の磁界発
生装置の少なくとも該永久磁石を冷却保持したことを特
徴とする磁界発生装置である。
この発明は、本発明者が先に提案した、高価なSInや
ωを含有しない新しい高性能永久磁石としてFe=F3
−R系([<はYを含む希土類元素のうち少なくとも1
種)永久磁石(特願昭57−145072号)の開発に
際し、この永久磁石がその最大エネルギー積が大きいだ
けでなく、残留磁束密度(Br )の温度係数が、0.
07%/℃〜0115%/℃なる温度特性を有すること
を知見し、この永久磁石を磁界発生装置に適用すること
により、磁界発生装置の小形化が達成でき、すぐれた性
能を得られることに着目し、さらに、この永久磁石の磁
気特性が特に0℃以下に冷却して使用Jることにより、
著しく高い最大エネルギー積を得ることができる性質を
有効に利用したものである。
この発明の磁界発生装置を構成するFe−B−R系永久
116は、R(但しRはYを含む希土類元素のうら少な
くとも1種)8原子%〜30原子%、B 2IPi子%
〜28原子%、Fe42ffn子%・〜90原子原子主
成分とし、主相が正方晶相からなる永久磁石であり、R
として陶や円を中心とする資源的に豊富な軽希土類を用
い、E3.Feを主成分として25MGOe以上の極め
て高いエネルギー積を示す、すぐれた永久磁石である。
R(Yを含む希土類元素のうち少なくとも1種)は、新
規な上記系永久磁石におレノる、必須元素であって、8
原子%未満では、結晶構造がα−鉄と同一構造の立方晶
組織となるため、高磁気特性、特に高保磁力が得られず
、30原子%を越えると、[でリッチな非磁性相が多く
なり、残留磁束密度(Br )が低下して、づぐれた特
性の永久磁石が何られない。よって、希土類元素は、8
原子%〜30原子%の範囲とづる。
Bは、新規な上記系永久磁石における、必須元素であっ
て、2原子%未渦では、菱面体組織となり、高い保磁力
(’il」c)は得られず、28原子%を越えると、B
リッチな非磁性相が多くなり、残留磁束密度(Br )
が低下するため、すぐれた永久磁石が得られない。よっ
て、Bは、2原子%〜28原子%の範囲と覆る。
「eは、新規な上記系永久磁石において、必須元素であ
り、42原子%未満では残留磁束密度(Br )が低下
し、90原子%を越えると、高い保磁力が(りられない
ので、Feは42原子%〜9o原子%の含有とする。
また、この永久磁石において、Feの一部を0で置換す
ることは、得られる磁石の磁気特性を損うことなく、m
 IJ[特性を改善することができる。
また、この永久磁石は、R,B、Feの主成分の他、工
業的生産上不可避的不純物の存在をV「容できるが、B
の 一部をC/、P% 5% CLIで置換することに
より、永久磁石の製造性改善、低価格化が可能である。
また、下記添加元素のうち少なくとも1種は、R−B−
Fa系永久磁石に対してその保磁力等を改善あるいは製
造性の改善、低価格化に効果がある。
AI 、Ti 、V、Or、Ni 、Zr、Nb、Mo
1−a、W、Sn、Bi、Sb、Ge、ト1f。
結晶相は主相が正方品であることが、微細で均一な合金
粉末より、すぐれた磁気特性を有する焼結永久磁石を作
製するのに不可欠である。
該永久磁石は、保磁力xHc≧I K Oe、残留磁束
密度Br > 4KG、を示し、最大エネルギー積(B
ト1)lllaXはハードフェライトと同等以」、とな
リ、最も好ましい組成範囲では、(BH)n+ax≧?
OMGOeを示し、最大値は25MGOs以上に達する
また、この発明永久磁石用合金粉末のRの主成分がイの
50%以上を軽希土類金属が占める場合で、R12原子
%〜20原子%、B44原子〜24原子%、Fe 65
原子%〜82原子%、を主成分とするとき、焼結磁石の
場合最もづぐれた磁気特性を示し、特に軽希土類金属が
陶の場合には、(BH)maxはその最大値が30MG
Oe以上に達する。
さらに、この永久磁石は、前記した残留磁束密度の温度
特性を示すため、たとえば常温(20℃〉時の(BH)
maxが30MGOe以下であったとしても、該永久磁
石を0℃以下に冷却することにより、30M G Os
以上の特性を得ることができ、ちなみに、常温時の(B
H)maxが35MGOeを右づる上記組成の永久磁石
を液体窒素にて一196℃に冷却したところ、60MG
Oe以上の極めて高い磁気特性が得られた。
以下、この発明を医療用核磁気共鳴装置(NMrt装置
)に適用した場合について詳述する。
第1図は、NMR装置に使用する磁気回路の説明図であ
り、一対のFe−BRR系永久磁石1)の−万端にポー
ルピース(2)を固着して対向させ、他方端をヨーク(
3)で結合し、ポールピース(2)間の空隙(4)内に
1=10KGの強い磁界を発生させ、この空隙内に人体
の一部または全部を入れて診断づる構成である。
第2図の場合は、第1図の構成と同じであり、Fe−8
R系永久磁石(1)の周囲に、非磁性体からなり冷媒(
6)を収納づる冷却容器(5)を配置σる構成で、Fe
−El−R系永久磁石(1)を0℃以下に玲1ii1 
?する。
第3図に示?lNMR装置は、一端にポールピース(2
)を固着したヨーク(3)の一対を対向配置して空隙(
4)を形成し、他端をFs−B R系永久磁石(IIF
結合した回路で、ポールピース(2)を残しで装置全体
を冷却容器(5)内に配置して冷媒(6)て゛O′C以
下に冷却する構成である。
第4図の場合は、複数のFe−B−[<系永久磁石(1
)を筒状ヨーク(3)内に放射状に配置し、この磁界発
生装置全体を冷媒(6)を収納した非磁性体の円筒状冷
却容器(5)内に装着してFe−BPR系永久磁石1)
をo”c以下に冷却する構成である。
上記の冷媒は、所要の磁界強度に応じて適宜選定すれば
よく、液体窒素のばかアルコール、ベンジンとドライア
イスを併用したものなど種々の冷媒があり、上記の例の
ばか撹拌装置を内蔵して温度分布を一定にするなど多種
の冷却手段が利用できる。
また、磁界発生装置も上記の例に限定されるものでなく
、前記組成のFe−B−R系永久磁石を配置できる構成
であればいかなる磁気回路にも適用できる。
ちなみに、常温時の(B fl ) maxが30MG
Oeを示ずFe−EIR系永久磁石を用い、第1図と第
2図に示したNMR装置に組込み、第1表に示J渇度条
件で、該空隙(4)に1.5KGの強磁界を形成するに
要したFe −B −R系永久磁石の重量をめ、第1表
に示した。また、比較として、現在強い磁界を得るのに
最も経済的なフェライト磁石を用いた場合を合せて示づ
第1表より明らかなように、このざと明にJ、ると、磁
気回路の重量を、フェライト磁石を用いた磁気回路の1
710程度まで軽量化づることができ、実用的なNMR
装置として永久磁石を使用することが始めて可能となる
。また、Fe −B −R系永久磁石を冷却することで
磁石重置をさらに軽(6)化でき、装置のイニシャルコ
ストを低減できる。
第1表 (相聞;ton) 以下余白
【図面の簡単な説明】
第1図から第4−は、この発明による磁界発生5 装置
の縦断説明図である。 1・・・Fe −B −R系永久磁石、2・・・ポール
ピース、3・・・ヨーク、4・・・空隙、5・・・冷却
容器、6・・・冷媒。 出願人 住友特殊金属株式会社 第1図 第3図 第2図 蛙手続補正書 1.事件の表示 昭和58年 特許願 第184030号2、発明の名称 磁界発生装置 3、補正をする者 事件との関係 、出願人 住所 大阪市東区北浜5丁目22番地 スミトモトクシュキンゾク 名称 住友特殊金属株式会社 4、代理人 5、補正の対象 明細書の1発明の名称」、「特許請求の範囲」、「発明
の詳細な説明」の欄 ■ 明細出用1頁 1通 明 細 書 1、発明の名称 磁界発生装置 2、特許請求の範囲 I R(但しRはYを含む希土類元素のうち少なくとも
1種)8原子%〜30原子%、B 2原子%〜28原子
%、Fe42原子%〜90原子%を主成分とし主相が正
方晶相からなり、かつ最大エネルギー積が30MGOa
17.lを有する永久磁石を配置してなる磁界発生装置
。 2 R(但しRはYを含む希土類元素のうち少なくとも
1種)8原子%〜30原子%、B 2原子%〜28原子
%、Fe42原子%〜90原子%を主成分とし主相が正
方晶相からなる永久磁石を配置し、少なくとも該永久磁
石を冷却保持したことを特徴とする磁界発生装置。 3、発明の詳細な説明 この発明は、R(RはYを含む希土類元素のうち少なく
とも1種)、B、Feを主成分とする永久磁石を使用し
た磁界発生装置に関する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 I R(但しRはYを含む希土類元素のうち少なくとも
    1種)8原子%〜30原子%、B 2原子%〜28原子
    %、Fe42原子%〜90原子%を主成分とし主相が正
    方晶相からなり、かつ最大エネルギー積が30MGO1
    1を有プる永久磁石を配置してなる磁界発生装置。 2 R(但しRはYを含む希土類元素のうち少なくとも
    1種)8原子%〜30原子%、B 2原子%〜28原子
    %、Fe42原子%〜90原子%を主成分とし主相が正
    方晶相からなる永久磁石を配置し、少なくとも該永久磁
    石を冷却保持したこと、を特徴とする磁界発生装置。
JP58184030A 1983-10-01 1983-10-01 磁界発生装置 Granted JPS6076104A (ja)

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