JPS63250021A - 磁気異方性導電部材の製造方法 - 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〕 本発明は磁性線条体を導電材料で被覆した複合線を並列
配置し、これを積層一体化した磁気異方性導電材料の製
造方法に関し、特に複合線の並列方向が各層で交互に所
定の角度だけずれている磁気異方性導電材料の製造方法
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５７−４６
６５７号公報に示されるものがある。

第８図＜４）　、　（Ｉ＋）はその磁気異方性導電材料
を示し、誘導電動機の回転子に使用されている。

即ち、回転軸１と同軸状に通電外被２と回転子鉄心３が
設けられており、通電外被２は、拡大部分Ｑで示すよう
に、半径方向に伸びる磁性材料４とその間を充填した導
電材料５より成る磁気異方性導電材料６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μｍが周方向の透
磁率μｅより大きく（μ、〉μｅ）、かつ、軸方向の抵
抗率ρ８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な
い大きな透磁率μ、のために固定子との間で磁気変動の
少ない磁気的結合が得られ、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の製造方法として、例えば、第
９図（イ）、（Ｕ）および第１０図（イ）、（ＩＩ）に
示すものが提案されている。第９図（イ）、（ｆｆ）は
、ｍ線等の磁性材料１１とその外周を被覆した銅、アル
ミ等の導電材料１２によって構成された複合材料１３を
示しており、第１０図（イ）、（Ｄ）は、その複合材料
１３を中心点０からの距離に応して拡大する複合材料１
３間の隙間に銅、アルミ等の導電材料の粉末１４を充填
し、これらを加熱加圧することにより内径ｒ、外径Ｒの
環状の磁気異方性導電材料が製造されることを示してい
る（実際には、第１０図（イ）、（０）に示すものを多
層に配置することになるが、図示上省略した）。

この磁気異方性導電材料の製造方法によれば、磁性材料
と導電材料より成る複合材料の間に導電材料を鋳込む製
造方法に比較すると、製造の容易さ、および磁性材料の
占積率の向上を図ることができる。

以上述べた磁気異方性導電材料の他の用途として、例え
ば、誘導電導機のウエフアがある。第１１図（イ）　、
　（［１）は、前述した回転子７の外周に位置する固定
子８と、そこに用いられているウエフア１０を示し、固
定子８に挿入されているコイル９をくさび効果によって
固定している。このウエフア１０は複合材料を並列配置
した構成を有するが、各層毎に並列配置の方向が交互に
ずれており、例えば、６０°の角度を有して交差するよ
うになっている。第１２図（（）　、　（ｏ）はそれを
示し、実線と点線で示す隣接層の磁性材料が６０”ずれ
ている。誘導電導機にこのよう雇つェソヂを使用すると
、特性が向上することが−っている。

〔発明が解決しよう□とする問題点〕

しかし、従来の磁性材料が交差した磁気異方性導電材料
によると、前述した所定の角度、例えば、６０°だけず
れるように各層の磁性材料を交差配置することが離しく
、そ□のため、その角度のばらつきの分にけｇ導電翼機
の特性を低下させるという不都合がある。□〔問題点を
解決するための手段〕 本発明は上記にｉみてなされたものであり、各層の磁性
材料の交門配置を高い精度で所定の角度に設定するため
、複合材料を各層に定められた所定の角度で並列配置し
、これを積層して所定の条件で一体化する磁気異方性導
電材料の製造方法を提供するものである。

即ち、本発明の磁気異方性導電材料の製造方法は、 線状の磁性体を導電材料で被覆した複合体を所定本数だ
け並列に配置して単位層を形成し、かつ、この単位層を
積層して各層毎に所定の角度だけ交互に変えた積層体を
形成する段階と、 前記積層体を所定の条件下で一体化した構造体を形成す
る段階と、 前記構造体を加工して所定の形状を有する加工物を製造
する段階を含む。

ここで、所定の条件とは、詳細は後述するとして、例え
ば、静水圧加圧等の冷間による加圧に基づく一体化、熱
間による加圧に基づく一体化、あるいは導電材料の溶湯
を用いた鋳込みに基づく一体化等を採用することができ
る。また、前記加工物の用途としては、誘導電翼機のウ
エフア、同期電動機のウエフア、これらの電ｆｆ１Ｊ［
のロータ、リニアモータのレール等に適用できるが、そ
れらに限定するものではない。更に、磁性材料の占積率
は用途にも依存するが、３５％以上であることが望まし
い。

以下、本発明の磁気異方性導電材料の製造方法を詳細に
説明する。

〔実　施　例〕

まず、第１図（＜）　、　（ＴＩ）に示すように、磁性
材料１１の周上に導電性材料１２を被覆している複合線
として無酸素銅被鋼の平角線１３を使用する。無酸素銅
被鋼の平角線１３は鋼線の断面寸法が１．４ｍｍＸ１．
４　關、無酸素銅の被覆厚さが０．１＋＋ｍ、長さが８
０１の定尺のものである。

この無酸素銅被鋼の平角線１３に洗浄による前処理を施
す。次に、第２図に示すように、無酸素銅被鋼の平角線
１３を１角が６０°の平行四辺形の溝つき内型ケース１
９に入れ、層毎に交差させて密に配置し、１４２段の段
数まで積み重ねる。次に、第３図に示すように、無酸素
銅被鋼の平角線１３を積層した内型ケース１９を内型２
０の手込四辺形の空間２０Ａに入れ、更に加熱装置２１
のヒータ２１Ａにより９００〜９５０℃に加熱し、１０
〜６０分間保持する（第４図（イ））。

この後、直ちに油圧プレスによる押棒２５で７００〜１
０００ｋｇ　／　ｃ−で加圧し、５〜６０分間保持する
（第４図（■））。ここで、２３は外型、２４はくさび
である。これによって、内型ケース１９内の無酸素銅被
鋼の平角線１３は隣接する無酸素銅同志の冶金学的接合
により一体化し、無酸素銅被鋼の平角線１３の積層ブロ
ック２２を得ることができる（第５図）。なお、この実
施例において、加熱による無酸素銅被鋼の平角線１３の
酸化を防止するため、内型ケース１９内の雰囲気を還元
性、又は不活性状態にしても良く、さらに、無酸素銅被
鋼の平角線１３の間隙に前記導電性材料の粉末を充填し
ても良い。これによって、無酸素銅被鋼の平角線１３同
志の接続をより確実かつ容易なものにすることができる
。また、内型ケース１９の材質をステンレス鋼（ＳＵＳ
３０４）にすることにより無酸素銅被鋼の平角線１３の
積層ブロック２２を内型ケース１９から容易に剥離して
取り出すことができる。次に、無酸素銅被鋼の平角線１
３の積層ブロック２２を電気機器のウエフア寸法に合わ
せて断面加工を行ってウエフア１０を得る（第６図）。

このとき、１ブロツクのウエフア１０の長さ寸法が不足
する場合は数ブロックのウエフア１０を銀ろう等で接続
し、長尺のウエフア２６を得ることができる（第７図）
。本実施例においては、複合線として無酸素銅被鋼の平
角線１３を使用したが、アルミ波調の平角線を使用した
場合もほぼ同しように実施することができる。

以上、説明した磁気異方性導電材料の製造方法における
製造条件は次の通りである。

（１）加熱温度　　９００〜９５０℃ ９００°Ｃ未満では無酸素銅被鋼の平角線１３が密着不
良を起す。９５０℃を超えると無酸素銅被鋼の平角線１
３の酸化が進行して密着不良を起す。同時に、加圧の際
、銅の流出が発生する。

（２）加熱保持時間　　１０〜６０分間１０分未満では
無酸素銅被鋼の平角線１３が密着不良を起す。６０分を
超えると酸化が進行し、密着不良を起す。

（３）加圧力　　７００〜１０００　ｋｇ　／　ｃＪ７
００　ｋｇ　／　ｃｆ未満では無酸素銅被鋼の平角線１
３が密着不良を起す。１０００　ｋｇ　／　ＣＩｌを超
えると無酸素銅被鋼の平角線１３の銅の被覆厚さが不揃
いとなる。

（４）加圧保持時間　５〜６０分間 ５分未満では無酸素＆Ｆ４被鋼波調角線１３が密着不良
を起す。６０分を超えても密着度合の変化がない。

尚、以上述べた実施例とは別に、 ＋１１　　導電性材料の中に強化繊維を入れる事によっ
て高強度、高弾性率、耐熱性、軽量等の特性を持った磁
気異方性導電材料を得ることができる。

（２）平角線の被覆導電材料と同種金属の溶湯を用意し
、多本数の平角線の間隙に溶融導電材料をしみ込ませて
鋳込むことｔこより磁気異方性導電材料を製造すること
ができる。この場合、溶湯を加圧したり、振動させたり
、遠心力を与えて鋳造すると、隣接する平角線同志の間
に鋳巣を生しることなく緊密に一体化したものができる
。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明の磁気異方性導電材料の製造
方法によれば、複合材料を各層に定められた所定の角度
で並列配置し、これを積層して所定の条件で一体化する
ため、各層の磁性材料の交差配置を高い精度で所定の角
度に設定することができる。

加えて、磁性材料の占積率の制御および向上が容易であ
り、また、特性の優れた磁気異方性導電材料を得ること
ができる。

言うまでもなく、複合材料の長さに応じた任意の長さの
磁気異方性導電材料の製造が可能であり、また、品質の
安定した磁気異方性導電材料の使用によって誘導電動機
の電気機器等の特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ｃ４）、　（０）より第７図は本発明の実施例を
示し、第１図（イＬ（ＩＴ）は複合材料を示す説明図、
第２図は複合材料を積層する内型ケースを示す説明図、
第３図は内型ケースを収納する内型を示す説明図、第４
図（イ）　、　（ｕ）は加熱装置および加圧装置を示す
説明図、第５図は積層構造体を示す説明図、第６図はウ
エフアを示す説明図、第７図は銀ろうによって接続され
たウエフアを示す説明図。第８図（イ）、（ロ）は誘導
電動機の回転子および磁気異方性導電材料を示す説明図
、第９図（（）、　（Ｅｌ）および第１０図（（）　、
　（ｏ）は従来の磁気異方性導電材料の製造方法を示す
説明図。第１１図（イ）、（Ｉｌ＋）は誘導電動機およ
びそれに使用されるウェソヂを示す説明図。第１２図（
（）、（Ｉ＋）はウエフアを示す説明図。 符号の説明 １　−−−−−−−−−−＝−回転子の回転軸２−−−
−−−−−−−’−−−−−通電外被３−−−−−−−
−−−−−一回転子鉄心４　−−−−−−−−−一一−
−−−−磁性材料５　−−−−−−−−−一・−導電材
料６−・−−−−−−・−−−−−一−・−磁気異方性
導電材料７−・−−−−一−−−−−−−−・−回転子
８−−−−−−−−−−−一固定子 １０−−−−−−−−−−−−−−−ウエフア１１−−
−−−−−−−−−一磁性材料１２−−−〜−−・−−
−−−−一−−導電材料Ｉ３−・−・−−一−−−−−
−−−−複合材料１４−〜−−−−−−−−−−−−−
−−導電性粉末１９−−−−−一一−−−−−−−−・
−内型ケース２０−−−−−−−−−−−−−内型　　
　　　□２１−−−−−−−−−−−−−−−−加熱装
置２２−−・−−−−−−−−−−−一一−−積層構造
体２３−・−−−−−一−−−−−−−・−外型２４−
−−−−−一・−・・−−−−−−・くさび２５−＝−
−−−−−−−・−・−・・押棒特許・出願人　　日立
電線株式会社 代理人　　　　弁理士　　平田忠雄 １３−−−−−−−−−−−−複合材料１９−・−−−
−−−−−−−−−一−・内型ケース２０、、−−−−
−、、−、、−内型 ２１、−−−−−−−−−−一−−−−−−加熱装置２
２　””’−”−・・−−−−−−−一積層構造体２３
−−−−−−−−−−−−−−−−〜−外型２４−　・
−−−−−−一−−−−・−くさび２５−−−−−−−
−−−−−−−一押棒第４図 Ｃイ２ ◇ 第５図 １０−・−・−−−−−−−−−−一−ウニ・ノヂ２６
、、−−−一−−−−−−・−−−−−一−ウニ、２ヂ
第６図 第７図 ■　・・・−−−−一一一−−−−−−−・−回転子の
回転軸２−・−−一−−・・・・・−−一−−通電外被
３−．−．−・−一−−−−・−−−−一回転子鉄心４
−−−・−−−−−−−・・・−磁性″材料第８図 Ｃイ】 眞 （Ｉｌ：ｌ） １１−−−−−−−−−−−−−−−磁性材料１２−−
−−−−−−−−−−ｍｍ電材ＩＦ１１３−−−−−−
−−−−−−−−複合材料１４−一−−−−−−−−−
−−−−琢電性扮末第９図 Ｃイ）　　　　　　　　　　　　　Ｃ口Ｊ第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）予め定めた第１の方向の透磁率と前記第１の方向
   と異なる第２の方向の透磁率が相違する磁気異方性導電
   材料の製造方法において、線状の磁性体を導電材料で被
   覆した複合体を所定本数だけ並列に配置して単位層を形
   成し、かつ、この単位層を積層して各層毎に所定の角度
   だけ交互に変えた積層体を形成する段階と、 前記積層体を所定の条件下で一体化した構造体を形成す
   る段階と、 前記構造体を加工して所定の形状を有する加工物を製造
   する段階を含むことを特徴とする磁気異方性導電材料の
   製造方法。
2. （２）前記積層体を形成する段階が、線状の磁性体を導
   電材料で被覆した平角線を前記所定の角度を有する平行
   四辺形の空間に配置積層して前記積層体を形成する特許
   請求の範囲第１項記載の磁気異方性導電材料の製造方法
   。