JPS6281706A - 永久磁石及びその製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一体に形成された素材に特殊な着磁方法を施
すことにより、磁極間が所望する磁束分布となるように
制御された永久磁石とその製造方法に関するものである
。

［従来の技術］ 従来、永久磁石はその両端部Ｎ、Ｓ極で残留磁気が強く
、磁石の中央部に存在する中性点に近くなるにつれ残留
磁気は弱くなり、磁極間中央部では残留磁気を期待する
ことができなかった。このような従来磁石の欠点を補う
もの、すなわち、磁石の端部以外の任意の部位の残留磁
気を得るための技術としては、特開昭６０−１０７８０
９号公報に開示された発明が知られている。この発明は
、被磁化素材の周囲に被磁化素材より透磁率の高い金属
を密着させて着磁し、被磁化素材の端部以外の部位にも
磁極を有する多極磁石としたものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記発明は、端部以外の任意の部位の残留磁気を強くす
ることができ、任意の部位に磁気吸収力を集中させるこ
とが望ましい用途などに有効である。しかしながら、上
記発明においては、磁極の中性点の任意の位置への移動
並びに磁極と中性点間の残留磁束分布を所望する位置と
値に正確に設定することが難しかった。

本発明は上記従来技術に鑑みなされたもので、中性点の
移動及び残留磁束分布を所望の位置、値に設定可能な永
久磁石とその製造方法を提供することを目的とするもの
である。

［問題点を解決するためのｆ段］ 第１の発明である永久磁石は、被磁化材料を着磁する際
に、所望する磁束分布を磁場解析し、算出されたデータ
をもとに作製した所定の形状を有するこの被磁化材料よ
りも透磁率が高い磁性材を、前記被磁化材料に局部的に
密着させ、被磁化材料の磁極間の磁束分布があらかじめ
設定した所望する磁束分布特性となるように制御されて
製造されたものである。

第２の発明は、前記第１の発明の永久磁石を製造する方
法の発明であって、永久磁石をＨａにより製造する際に
、被磁化材料の少なくとも一部に、磁場解析によって所
望する磁極間の磁束分布の特性に対応するよう所定の形
状に設定された高透磁率の磁性材料を局部的に密着させ
ることにより、被磁化材料の残留磁束の位置、大きさ及
び数などを変化させるものである。このとき、高透磁率
の磁性材料と被磁化材料とを密着させ磁化させる瞬時の
磁束は、磁性材料の形状に太きく左右される。磁極と中
性点間に所望する残留磁束分布を有する磁石、例えば棒
状の被磁化材料の中心を中性点とし、片端を磁極とした
場合の磁束分布の幾つかの態様を第１図に示す。図中、
横軸は被磁化材料の中心（中性点〕からの長毛方向の距
離を示し、縦軸は残留磁束密度Ｇを示す。第１図におい
て、ａ、ｂに示すような磁束分布をもつ磁石を得るため
の磁性材料の形状を第２図（ａ）、　（ｂ）に示す。な
お、第１図のＣは磁性材料を用いずにＥＧｌした場合の
特性を示したもので、その形状は第２図（Ｃ）に示すも
のである。

第２図に示した磁性材料の形状は、次のようにして求め
られる。すなわち１本発明のＭ磁力法においては、まず
所望する磁極間の磁束分布の特性に対応させるため、被
磁化材料より高透磁率の磁性材料（以下、高透磁材料と
称す）を、特定の形状に設定する必要がある。このため
所望する磁束分布を有限要素法、ガラ−キン法、ニュー
トン・ラフノン法などにより磁場解析し、これによって
得られた記録から逆の磁場解析を行なうことにより、高
透磁材料の形状を設定するものである。

有限要素法による解析式は次の通りである。

有限要素解析において Ｂ＝ル（Ｂｌ　）　ＩＨ＋ＩＭ　（１Ｂ）ガラー午ン法
を用いて離散化し、ニュートン・ラフノン法を適用する
と、 磁束密度は Ｂ２の関数として磁石の減磁曲線より定める。

以上の離散化された式を用いて、まず青磁時の磁束分布
を求める。得られた記録から逆解析することにより高透
磁性材の形状を設定することができる。

本発明に係る被磁化材料とはアルニコ、フェライト、Ｋ
Ｓ銅、炭素鋼、希土類磁石、プラスチック（ゴム）磁石
、その他公知の永久磁石材料であり、前述した一体に形
成された素材とは、青磁前に同−被磁化素材を接合又は
接着させたものも含まれる。

［作　用］ ト記解析法を適用して高透磁材料の形状設計をすること
によって、任意の磁極間磁束分布曲線を持つ永久磁石が
得られる。また、解析法によって高透磁材料の形状を決
定するので、従来に比べて所望する特性を容易かつ効率
よく得ることができる。なお、上記方法は１両端に極を
持つ２極の棒状磁石に限らず、任意の形態の任意の極数
を持つ永久磁石の製造に適用できるものである。したが
って、本発明の範囲は以下に示す実施態様に限定される
ものではない。

［実施例］ 本発明の実施例を第２図〜第５図と共に説明する。第２
図は着磁方法を示す図である。図において、■は被磁化
材料であり、本実施例においては直径１２ｍｍ、長さ１
００ｍｍの棒状のアルニコ５を用いた。２は高透磁性体
であり、純鉄製のリングを用いた。第２図（ａ）、　（
ｂ）は前述したように、第１図ａ、ｂの特性を得るため
の高透磁性体の形状を示したものであり、（Ｃ）は被磁
化材料ｌのみの形状を示したものである。また第３図は
、第２図（ａ）〜（Ｃ）を矢視ＯＢから見た図である。

着磁するにあたっては、常法により鉄製ヨーク内周囲に
励磁コイルを設け、被磁化材料に高透磁性体を、第２図
（ａ）、　（ｂ）に示すように組み合せ、前記ヨーク内
に配置した。磁場方向は第２図の矢印の方向に設定し、
励磁コイルに３．２ｋＡの直流電流を瞬時に流した。こ
のようにして着磁した棒磁石の磁束分布が、前述の第１
図に示したものである。

第４図は本発明の他の実施例を示す図である。

第４図は、長袖方向に歯車状の溝部を有する高透磁性材
２を装着した？ｊＸ磁化材料１を示す１Δであり、第５
図（Ａ）　〜（Ｄ）　ｌｔソノＡ　、　Ｂ　、　Ｃ、Ｄ
（７）Ｍ断面における磁束分布密度を磁力線で示した図
である。このような形状の高透磁性材を装着すれば、長
袖方向にも半径方向にも特定の磁束分布を有する永久磁
石を得ることができる。

［発明の効果］ 以北説明したように１本発明によれば、磁場解析によっ
て得られた所定の形状を有する高透磁性材を密着させ着
磁することにより、中性点の移動並びに被磁化材料の磁
極間の残留磁束分布の位置、値等を任意に設定すること
ができる。また、本発明による着磁方法は、例えば棒磁
石等において円周面に一様な単極の磁極、すなわち、Ｎ
極またはＳ極のみの磁極を得ることができるという特有
の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は被磁化材料をＲ磁した後の磁石の磁束分布を示
すグラフ、第２図〜第５図はいずれも本発明の実施例を
示す図である。 ｌ・・・被磁化材料、２・・・高、透磁性体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被磁化材料を着磁する際に、該被磁化材料よりも
   透磁率が高く、かつ磁場解析によって求められた所定の
   形状を有する磁性材を局部的に密着させ、被磁化材料の
   磁極間の磁束分布があらかじめ設定した特性となるよう
   に制御されていることを特徴とする永久磁石。
2. （２）被磁化材料より透磁率の高い磁性材を局部的に密
   着させ着磁させる際に、所望する磁極間の磁束分布の特
   性に対応するため高透磁性材の形状を磁場解析によって
   求め、所定の形状に設定することを特徴とする永久磁石
   の製造方法。