JP2003079112A - 運動噴霧を用いて製造される電磁機器 - Google Patents

運動噴霧を用いて製造される電磁機器

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レオナルディ フランコ
John Matthew Ginder
マシュー ジンダー ジョン
Robert Corbly Mccune
コーブリー マッキューン ロバート
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Abstract

(57)【要約】 【課題】望ましくない酸化物の形成を減らし、キャリア
ー上での磁石の所望最終形状への精密な堆積を可能にす
る。 【解決手段】運動噴霧法によりキャリアー24の上に直接
堆積させられる、永久磁石、軟質磁性材料及び導電体
の、幾何学的にパターン印刷された配列からなる、電気
機械を製造する方法である。本発明の磁石と平面状コイ
ルは、モーター、発電機、オルタネーター、ソレノイド
そしてアクチュエーターの様な電気機械を形成するため
に、キャリアー24の上に一体的に形成され得る。本発明
で用いられる製造技術は、別の成形工程又は取付工程を
必要としない高精度の製品を製作し得る。非常に高純度
の永久軟質磁性材料と、酸化物の少ない導電体が、製造
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、運動噴霧（kineti
c spray）金属成形を用いた、モーター及び発電機を含
む電気機械の製造方法に関する。より具体的には、本発
明は、粉末状の導電体と磁性材料の高度に規定された高
速の噴霧を適切なキャリアーに塗布することにより、別
個の型成形、加工、焼結又は金型加工工程の必要なし
に、導電性金属皮膜、そして永久軟質磁石の両方を製造
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】広義の「電気機械」は、導電性コイル、
磁性材料、支持構造及び、ファスナー、ワイヤーそして
他の導電体の様な付属部分を、特別の構成で組み立てた
ものである。
【０００３】殆どの「永久」磁石と、ある種の「軟質」
磁石は、当初粉末状である磁性材料と適切なバインダー
の混合物から、型成形及び焼結作業を通じて製造され、
その磁石の最終形状は、使用される成形金型により決ま
る。加えて、「永久」磁石は、それを充分に高い磁場に
晒すことにより、別個の双極子と大きな物理場の強力で
半永久的な磁気配列を導入する様に、磁化されなければ
ならない。通常は鉄とその合金のいくつかを意味する
「軟質」磁性材料は、焼結粉末又は積層シートから作ら
れることが多く、その材料本来の磁気モーメントが永久
的ではない様に製造され、磁気モーメントは加えられる
磁場の大きさにより決まる。主に銅ワイヤーから作られ
るコイルは、電気モーターとして、動きを作り出すこと
を最終的な目的として、ギャップに磁場と電磁トルクを
生成すること、又は発電機又はオルタネーターとして電
力を生成するための両方のために用いられる。発電機又
はモーターのいずれかであり得る電気機械はそれで、コ
イル、磁性材料そして周囲の構造物つまりキャリアーの
具体的な幾何学的配列を用いて、組立てられる。電気機
械の組立過程には、磁石を需要する様に構成されるハウ
ジングへの、磁石、積層体及びコイルの取付が含まれ
る。複数の磁石が組立てられる際に、それぞれの磁石を
物体つまりハウジングに正確に配列して取り付けるの
は、困難になる。金型加工、硬化処理そして組立工程を
省略する処理は、製造過程を大幅に簡略化し、最終製品
のコストと複雑さを低減する。さらに、別個の三次元構
造体とは対照的に「皮膜」として特定の電気機械の一定
の材料を供給することにより、これまで未使用であった
キャリアー又はプラットフォーム上での一般的ではない
処理により製作される、従来とは異なる新規な電気機械
を実現することが可能である。
【０００４】米国特許5,391,403号に記載されている様
に、磁性材料をキャリアー上に溶射することが可能であ
る。この溶射処理は、センサーでの使用の様な比較的弱
い磁場で充分な場合に、用いられてきた。上記特許に記
載された方法は、厚さが100-200 μmの非常に薄い磁性
皮膜を製作することが可能である。この皮膜は、鉄、コ
バルトそしてニッケルの磁性酸化物から作られた。溶射
による熱集中は、塩基金属を酸化させ、酸化物を生成さ
せる。酸化物が発生するのは、元となる塩基金属が発生
するよりもはるかに弱い磁場である。酸化物は、モータ
ー及び発電機に要求される充分に強い磁場を発生する能
力が不足している。本発明は、強い磁場を発生すること
の出来る塩基金属から磁石を製造する方法に関する。
【０００５】米国特許4,897,283号は、サマリウム−コ
バルトの高温プラズマ溶射により、等方性永久磁石を製
作する方法を開示している。補助熱が、磁石を製造する
ための溶射の、前、途中そして後で、加えられる。堆積
が環境制御された部屋の中で行なわれるので、金属合金
の酸化は、最小になると予測される。溶射の分野では周
知の様に、精密な堆積形状を作り出すために、マスキン
グが用いられる場合がある。プラズマ噴霧を発生するた
めに必要な温度は、最終製品の磁気特性を劣化させる。
【０００６】溶射は、キャリアーの上にバルク材の層を
迅速に形成することが出来るという利点を持つが、溶融
金属の液滴を生成するのに必要とされる熱が、噴霧され
る材料の磁気特性を変化させる場合がある。溶射技術の
中で、溶融液滴を発生するために高温を用いないもの
は、集合的に、運動噴霧法（kinetic spray）として知
られている。これまで主に用いられている運動噴霧法の
一つは、低温ガス動的噴霧（cold gas-dynamic sprayin
g）若しくは「低温噴霧（cold-spray）」のものであっ
た。ここで引用されて組み込まれる米国特許5,302,414
号に記載された技術は、ノズルを用いるもので、そのノ
ズルの加速と照準特性は、一般的に金属である可塑性基
材へ衝突する固体又は半固体の粒子のジェットを発生す
るために、ガスの動的特性及び幾何学的特性により、決
定される。粒径は、約1〜50μmである。粒子は圧力下
で、収束−分散（deLaval）ノズルを使用して生成され
る超音速ガス流へと導入される。粒子は、音速近くまで
加速して、収集用基板に衝突する。そこでは、爆発圧縮
又は機械式メッキと同様だと考えられる過程により、厚
い堆積物が形成される。皮膜は、耐腐食又は耐磨耗など
のいくつかの目的で、塗布され得る。上記米国特許5,30
2,414号は、電気的又は電磁的伝導性皮膜のための塗布
方法が用いられ得るということを、述べている。しかし
ながら、上記米国特許5,302,414号は、導電性又は導磁
性皮膜の例を上げていない。述べられた方法は全て、非
常に薄い（<400 μm）皮膜を設けるものである。この様
な皮膜は一般的に、電気機械に見られるような磁石とし
ての使用には薄過ぎるのが一般的である。本発明は、モ
ーター、発電機及び同様の機器において有用な磁場を生
成することが出来る磁石を製作するためのバルク材料の
塗布に関する。
【０００７】ここに記載された発明は、適切な基材又は
キャリアー上に「皮膜」又は堆積物として電気機械要素
を製作するために、「低温噴霧」過程を利用する。上記
米国特許5,302,414号は、電気及び磁気材料を開示して
いるが、それは、永久磁石の堆積方法、複合磁石、堆積
条件、軟質磁性材料の特性、又は平面状にされた若しく
は皮膜のベースとなる電気機械の幾何学的形状、を提供
するものではない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、磁性材料が
高温に晒されることのない運動噴霧法を用いて磁石を製
造する方法に関する。これは、望ましくない酸化物の形
成を減らし、キャリアー上での磁石の所望最終形状への
精密な堆積を可能にすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による処理は、微
細な金属粉末を目標とするキャリアーへ推進する高速運
動噴霧を利用する。金属粉末は、延性成分を持つ。混合
物は、一般的に機械的取付又は冶金結合により、キャリ
アーに固着する。延性成分は、運動噴霧の続く層のため
の結合用サイトとして、機能する。延性材料は、前の層
の延性材料に結合する。運動噴霧過程若しくは「低温」
ガス動的噴霧は、アーク、プラズマ又は火炎に基く高温
溶射によるものに比較して向上した磁気特性を持つ軟質
磁性材料の堆積を、可能にする。加えて本発明は、単一
の技術を用いて全ての種類の電気機械が製作され得る様
に、同じ技術を用いて平面電気コイルの形成を行なえ
る。低温噴霧堆積に加えて、他の運動噴霧処理が、低温
で高度に照準された堆積物を生成するために用いられ得
ることが、当業者には明らかであると思われる。例え
ば、米国特許6,001,426号に記載の電気パルス・プラズ
マ（electrically pulsed plasma）、米国特許5,795,62
6号の摩擦加速（tribo-acceleration）、そして、レー
ル・ガン・プラズマ加速（rail gun plasma accelerati
on）がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明を、永久磁石モータ
ーの製造を図示する一連の図面を用いて説明する。発電
機、ソレノイド、アクチュエーター及びセンサーの様な
他の物品は、同じか同様の技術及び装置を用いて製造さ
れ得て、ここに記載の発明に含まれる。以下の要素は、
図面に記載された物品のリストであり、本発明の理解の
一助とするために再生されている。 10 低温噴霧システム 12 粉末フィーダー 14 高圧ガス入口 16 ヒーター 18 粉末供給チューブ 20 エンクロージャー 22 超音波ノズル 24 キャリアー 26 バルク材 28 永久磁性材料 30 軟質磁性バインダー材料 32 コイル 34 電気接点 36 永久磁石列 38 平面状コイル 40 モーター 42 サポート 44 コア 46 電気絶縁部 48 アーマチュアーのコア 50 磁束
【００１１】本発明は、永久磁石を製作する製造方法で
ある。本発明の対象である永久磁石は、モーター及び発
電機で使用されるのに充分な磁力を持ち、一般的に「強
磁石」と呼ばれる。それらは、センサー及びメモリー装
置で用いられ得る「弱磁石」とは区別される。好ましい
ことに、磁石は、別個の硬化工程又は形状適合工程無し
に、所望の最終形状に製作される。磁石は、キャリアー
のすぐ上の層に形成される。好ましくは、キャリアー
は、ハウジング、スピンドル又は、磁石を用いる他の機
器である。本発明は、電気モーターで用いられることに
なる磁石を製作する方法として記載されることになる。
発電機、オルタネーター、ソレノイド、アクチュエータ
ー又はセンサーの様な、磁石を用いる他の機器は、ここ
で述べられるのと同じ装置、材料そして技術を用いて、
製作され得る。
【００１２】永久磁石の製造に使用される装置はまた、
プリント配線、電気コイル及び電気配線を設けるのに用
いることが出来る。この様にして、低温噴霧ガン又は同
様の運動堆積法を用い、より完全に後述する様に、永久
磁石部分、次に電気配線及びコイルを交互に設けること
により、電気機械を完全に組立てることが出来る。
【００１３】運動噴霧法は、低温噴霧システム10を利用
する。システム10は、粉末フィーダー12を含む。粉末フ
ィーダー12は、運動噴霧のために粉末材料を用いる。高
圧ガス14が、粉末を推進する。ヒーター16が、ガスを粉
末の融点よりもはるかに低い温度まで加熱する。粉末
は、粉末供給チューブ18を介して超音速ノズル22の高圧
室へ供給される。ノズル22は、粉末粒子をキャリアー24
へ推進する。粒子は、材料26の堆積したバルクとして、
キャリアー24の上に堆積させられる。
【００１４】図２に示されているのは、低温噴霧法によ
り製造された磁石の冶金学的微細構造の概略断面図であ
る。キャリアー24は、非磁性又は軟質磁性材料のいずれ
かとすることが出来る。アルミニウムは、強磁性ではな
く、粉末材料がアルミニウム表面に固着するのを可能に
する延性衝突面を提供するので、好適なキャリアー材料
であることが判っている。しかしながら、アルミニウム
は、高エネルギー密度のモーター／発電機用途に必要と
される低リラクタンスの磁束リターン経路を提供するも
のではない。鉄は、この様な用途で好ましい表面を提供
することになる。バルク材26は、キャリアー24の上に噴
霧された粉末の混合物である。バルク材26は、永久磁性
材料28と軟質磁性バインダー材料30を含むのが好まし
い。選択される低温噴霧材料には、後述の様に、磁性材
料と導電性材料の両方が含まれる。磁性複合体は、第２
相の磁性粒子の機械的係合と共に、ある場合（例えば、
粒子構造の交互配置が、空孔、不純物又は非付着性酸化
物相により中断されていない場合）には原子レベルでの
冶金的結合を、効果的に提供するバインダーとして、高
純度鉄の様な延性の軟質相を用いる。一般的に、粒子間
結合の正確な形式は、用いられる材料の種類、その純
度、そして、圧縮成形体が形成される際の条件により、
変わってくる。
【００１５】材料 〔磁性バインダーと「軟質磁性」材料〕鉄は、磁場の方
向、強度及び保存を制御するための経路として効果的に
機能する「軟質」磁性材料の主要な成分である。望まし
い物理特性は、磁化が材料を伝播するときに起こるコア
損失を最小にするバルクの集合や各片における高い内部
純度と制御された界面である。変換コアの様な装置にお
いて、これは、シート状の電気鋼の絶縁された積層を使
用することにより、達成される。圧密された鉄や粉末冶
金材料において、これは、ポリマー又は潤滑性皮膜を持
つ軟鉄粉末と、酸化物層を持つ金属面を使用することに
より、より小さい尺度で有効なものとなる。Hoeganaes
Corporationにより製造されるAncorsteel（商標）1000
の様な比較的純粋な鉄の低温噴霧は、バルク純鉄につい
ての密度7.86 g/cm3に比較して約7.46g/cm3の密度を持
つ軟質磁性材料を生じる。低温噴霧されたAncorsteel
（商標）1000の飽和磁束密度は、純鉄の2.15 Teslaに比
較して1.98 Teslaであることが判った。この材料を製造
した低温噴霧条件は、325〜360 ℃の入口温度、2.1 MPa
（300 psi）のガス圧そして、-325メッシュまで濾され
た鉄の粒径（約45マイクロメートルの最大粒径）で、純
粋ヘリウム・ガスを用いて、得られた。0.8%炭素鋼の溶
射試料が、ツイン・ワイヤー・アーク（twin-wire ar
c）法により製造され、低温噴霧材料と比較された。溶
射試料は、低い密度（6.98 g/cm3）と、1.52 Teslaのか
なり悪い飽和磁束密度と、2.1 J/kg/cycleのかなり悪い
準静電エネルギー損失を示した。なお、低温噴霧鉄材料
の準静電エネルギー損失は、1.8 J/kg/cycleであった。
これらの計測値は、低温噴霧鉄材料が、磁化される能力
を比較してみると、通常の溶射される炭素鋼よりもはる
かに優れていることを、示している。
【００１６】モーター及び変圧器の様な用途において
は、高周波のエネルギー損失を示すことになる、低温噴
霧鉄のコア損失は、純鉄を材料のコアとして、酸化物又
はポリマーの殻を持つ粉末材料の圧密を通して、低減さ
れ得る。その様な材料の一例として、Hoganas Corporat
ionのSomaloy（商標）500がある。この様な粉末は一般
的に、粉末冶金で用いられる様な高温圧密過程により磁
性材料へと形成されるのが一般的であるが、低温噴霧
が、別個の金型を使用することなしに、軟質磁性材料の
表面堆積物を設けることを可能にし、それにより、多様
な構造が適切な表面上に構築されるのを許容する。
【００１７】バインダー材料の隣接する粒子間の渦電流
に対する耐性を与えることにより、噴霧された磁性材料
のコア損失を低減することが可能である。この効果は、
酸化物フィルム、有機物フィルム及びポリマー・フィル
ムの様な渦電流に対する耐性のある皮膜を持つ個々のバ
インダー粒子を塗布することにより、達成され得る。
【００１８】〔永久磁性材料〕低温噴霧法により製作さ
れる範囲の電磁装置のための第２の材料成分は、永久磁
性堆積物である。鉄の低温噴霧は、純鉄材料に近い飽和
磁束密度を持つ軟質磁石を形成するので、高い磁場へ晒
すことにより、純鉄から永久磁石を形成することが可能
である。この過程は、低コスト・低性能用途の通常の鋳
造鉄磁石を製造するのに用いられる。代わりに、層又は
皮膜の形態での、改良された、強度の高い永久磁石が、
低温噴霧法の以下の態様を介して作られ得る。すなわち
その態様においては、永久磁性材料粉末（例えば、ネオ
ジム−鉄−ボロン（Fe14Nd2B）、AlNiCo、Sm-Co5）と、
低温ガス又は関連する過程で噴霧可能であることが知ら
れている、純鉄、ニッケル、コバルトの様な適切な強磁
性バインダーと、の混合物を噴霧することにより、得ら
れる。その様にして堆積させられた層は、非磁性状態に
あり、それで、その構造体に永久磁性モーメントを誘起
するために、高い磁場を用いることが、処理工程の一つ
として必要になる。
【００１９】複合微細構造は、永久磁性材料と軟質磁性
バインダーとの混合物を低温噴霧することにより、得る
ことが出来る。高純度の鉄又はニッケルの様な軟質延性
材料内に埋め込まれた硬質層を含む複合微細構造は、文
献McCune, R. C., A. N. Papyrin, J. N. Hall, W. L.
Riggs, II and P. H. Zajchowski, "An Exploration of
the Cold Gas-Dynamic Spray Method for Several Mate
rials Systems," Advances in Thermal Spray Science
and Technology, Proc. 8th. National Thermal Spray
Conference, C. C. Berndt and S. Sampath, Eds., AS
M Int'l., 1995p 1-5において、ニッケル−クロム合金
格子の炭化物について、示された。強固な複合物を作る
のに必要なバインダー相の量は、容積で約50%であり、
永久磁性材料の可塑性の関数であると考えられており、
より延性の材料には、より少ないバインダー相が必要と
される。永久磁性堆積物を形成するのに必要とされる
「延性相」の最小量は、軟質相の容積で10-15%程度であ
る。高純度ニッケルは、この様な圧密体において鉄の代
わりに用いることが出来、コバルトについても、鉄又は
ニッケルで用いられるものよりも粒子速度が高い際にバ
インダーとして容易に利用可能であると、考えられてい
る。
【００２０】本発明は、容積で5%未満の非常に低い成分
の酸化物を持つ強力な磁性材料を製造する。この低い酸
化物濃度は、永久磁性二極配列をより良好に持ち、より
強力な磁場を発生する、強力な磁石を作り出す。
【００２１】〔銅〕電磁装置の第３の要素は、銅（又は
他の高導電性金属）の配線である。銅は、接続点又はパ
ッドに使用されると共に、モーターと発電機の両方にお
けるコイル要素を作るのに用いられる。低温噴霧銅堆積
物は、高純度（好ましくは酸化物成分が0.25 wt.%未
満）で、イナート・ガスにより微粒化された（理想的に
は10〜30マイクロメートルの粒径）銅粉末から、作られ
る。低温噴霧法においては、銅は、300〜325℃のガス予
加熱条件で乾燥した窒素ガスを用いて、2〜2.4MPaのガ
ス圧で堆積させられる。1mm程度の小さな幅の金属堆積
物を提供する様に、ノズルを構成することが出来る。金
属皮膜幅がより大きい（例えば10cm）場合には、3〜5mm
程度の厚さの堆積物が、可能である。良好な導電性と粒
子可塑性を持つ他の金属は明らかであろうが、それらに
は、99%より高い純度を持つ銀、金そしてアルミニウム
が含まれる。相当の導電性を持つ合金化又はいわゆる固
溶強化された金属もまた、電気金属皮膜又はコイル構造
の材料候補である。
【００２２】図３に示されるのは、低温噴霧磁石用の典
型的な堆積用配置であり、そこにおいて、噴霧材料が、
超音速収束／拡散ノズル22を介して導かれ、ノズル端か
ら短い離間距離（2.5cm未満）で、アルミニウム・キャ
リアー24へ塗布される。キャリアーをそれ自身の面内で
操作することにより、又はノズルを別個に操作すること
により、いかなる寸法のプリント配線TFを「引く」こと
も可能である。いかなる位置の堆積物の厚さも、基板又
はノズルのX-Y位置において噴霧が維持される滞留時間
により決まる。図３は、長方形のノズルを示していて、
それは、低温ガス噴霧過程において最適化されたもので
あるが、他のノズル形状又はノズル全体が、設計された
通りのパターンを作りだす様に構成され得ることが、理
解されるであろう。
【００２３】基本となる永久磁石を製作することに加え
て、本発明は、モーター、発電機、オルタネーター、ソ
レノイド及びアクチュエーターの様な電気機械の製作を
可能にする。基本的な方法はそれで、導電体及び、電磁
要素の生成のために適した基材上での硬質及び軟質磁性
材料のバルク材料のパターン化可能な配置に関して、記
載されている。
【００２４】電気モーターと発電機は、製造及び構造に
関しては同一であり、主に機能において異なり、一般的
に「電気機械」と呼ばれる場合が多い。ある場合におい
ては、電子変換器が電力供給部（典型的には電力グリッ
ド又はバッテリーのいずれか）と電気機械との間のイン
ターフェースとして用いられる。問題となる電気機械が
モーター、発電機（殆どの自動車用途においては「オル
タネーター」）又は両方として機能するかを決めるの
は、この変換機器の構成である場合が多い。
【００２５】電気機械は、典型的には二つの形式の要素
からなり、それらは、回転要素（ローター）又は静止要
素（ステーター）に任意に配置され得る。これら二つの
要素は、「誘起（excitation）」と呼ばれる磁場発生要
素及び、「アーマチュア（armature）」と呼ばれるトル
ク発生要素を構成する。後者は最も典型的には、適切に
接続された複数のコイルからなる多相巻線である。「誘
起」は、一つのコイル、複数のコイル又は永久磁石列に
より、設けられ得る。
【００２６】図４に示されるのは、上述のものと同じ低
温噴霧過程を用いて作られた電気コイル32である。銅の
電気接点34が、バルク材として堆積させられる。この構
造は、モーターのコイル部分を製作するために用いられ
得る。
【００２７】図５に示されるのは、噴霧堆積された永久
磁石列36及び、上述の方法により製作された平面状（pl
aner）コイル38の、断面図である。コイル38が移動要素
若しくは「ローター」と一体に組立てられる場合には、
電気的EMFが、この分野で周知のある種の機械的コミュ
ーテーター構成（例えばDCモーター／発電機）を用い
て、引き出されるはずである。代わりに、移動する永久
磁石列は、コミューテーターの必要性を排除する一組の
静止コイル（例えば、ブラシレス永久磁石モーター／発
電機）を用いても実現され得る。単純な噴霧法により作
り出される一体の永久磁石が、要求される通りに電力を
引き出すため、又は制動若しくは加速要素として機能し
得る力を発生するために、隣接して配置される平面状コ
イルと共に、モーターの各種移動構成に組み込まれ得る
ことは、明らかであると思われる。
【００２８】モーター40は、コア44に固定されたサポー
ト42から出来ている。モーター40の物理的要件によって
は、サポート42を無くすことも出来る。これは、永久磁
石36がモーター・ハウジング又はローターの様なモータ
ー構成部品に直接取付けられる場合には、有用である。
コア44は、磁束50を誘導する様に最適化され得る。鋳鉄
及び鋼の様な材料が、永久磁石36の間の磁束の適切な経
路である。キャリア−として機能するのに、エンジンの
フライホイールの様な車両の磁性軟質回転体へ取付けら
れるならば、有利である。キャリアー24は、磁束50を隣
接する磁石36の間に導き、そこでは、コイル38により規
定される領域を貫く磁束線が、キャリアーの埋め込まれ
た軟質磁性材料により、増強される。コイル38とアーマ
チュア・コア48との間の電気絶縁部46は、コイル38をア
ーマチュア・コア48から絶縁する。コイル38により規定
される領域を貫く磁束50はまた、コイル38のいずれかの
側での磁石の対称配置を通して、大幅に増強され得るこ
とも、明らかであろう。軟質磁性要素の賢明な配置によ
る磁束密度は、この構造を用いる電気機械の有効出力密
度を増大することになる。
【００２９】ある場合には、フィールドとアーマチュア
の機能が、単一の静止巻線に組合わせられ、回転要素
は、磁性回路（例えば、同期リラクタンス機械や切換リ
ラクタンス機械）における突起を生成する形状とされ
る。その突起は、磁束が流れるのに好ましい経路を設
け、リラクタンス・トルクを発生する機会を生成する。
この種の機械は、回転要素が単一媒体としての受動体で
あるので、しばしば作るのがより簡単であると考えられ
ている。
【００３０】高速・低温噴霧堆積法は、絶縁皮膜を持つ
金属、セラミック又はポリマーなどの不活性基板上に安
定的な平面状の電磁的設計要素を作り出す手段を提供す
る。そのような機器は、単純なモーターそして発電機若
しくはオルタネーターが、他の機器の表面において、又
は独立した装置として、製作されるのを可能とする。例
えば、平面状のスターター／オルタネーターが実現され
得て、新たなパッケージングの可能性を提供する。ま
た、回生エネルギーの回収のためにブレーキ・システム
の表面に組み込まれた小型「発電機」を想像する人もい
ると思われる。低温噴霧堆積を用いてこれらの装置を効
果的に「印刷」することにより、一方で機械系に適応さ
れながら製造コストが現在の手段から低減され得る。
【００３１】本発明を、支持構造体上にパターン印刷さ
れる堆積物の形態の、永久磁石、軟質磁石そして導電体
を製作する方法として、記載してきた。本発明を実施す
るための最良の態様を詳細に述べてきたが、本発明が関
連する分野の当業者であれば、請求項が規定する発明を
実施するために、種々の代替の構成及び実施形態を想到
するであろう。
【００３２】
【発明の効果】以上述べた様に本発明によれば、望まし
くない酸化物の形成を減らし、キャリアー上での磁石の
所望最終形状への精密な堆積を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】永久磁石の準備に用いられ得る運動低温噴霧装
置の図である。
【図２】低温噴霧によりキャリアーの上に塗布された硬
質及び軟質の磁性材料の断面図である。
【図３】複合物を製作する低温噴霧装置の斜視図であ
る。
【図４】低温噴霧法により製作された製品の斜視図であ
る。
【図５】永久磁石からの磁束を平面状コイルを介して導
くために軟質磁性キャリアーを用いて製作された電気機
械の図である。
【符号の説明】
24 キャリアー 26 複合混合物 28 永久磁性材料 30 バインダー材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 15/04 Ｈ０２Ｋ 15/04 Ｚ (72)発明者 ジョン マシュー ジンダー アメリカ合衆国 ミシガン州 48170，プ リマス ミードウ コート 48439 (72)発明者 ロバート コーブリー マッキューン アメリカ合衆国 ミシガン州 48076，サ ウスフィールド エルドリッジ レーン 19275 Ｆターム(参考） 4D075 AA01 BB13Y CA22 CA24 DA23 DC15 DC16 EA02 EB01 EB57 5H615 AA01 BB01 BB02 PP12 QQ22 SS34 TT01 TT14 5H622 CA01 CA03 DD02 DD03 PP09 QA05 QA10

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】運動状態で噴霧された永久磁性材料及びバ
    インダー材を有し、該永久磁性材料及びバインダー材
    が、該バインダー材中に永久磁性材料が埋め込まれた微
    細構造の複合混合物を形成しており、該複合混合物が永
    久磁気モーメントを有する電気機械。
  2. 【請求項２】上記磁性材料とバインダー材の混合物が32
    5メッシュ未満の粒径を持つ、請求項１の電気機械。
  3. 【請求項３】上記磁性材料が、鉄、ニッケル、コバル
    ト、サマリウム−コバルト、アルミニウム−ニッケル−
    コバルト、ネオジミウム−鉄−ボロン及びサマリウム−
    鉄−ニッケル又はそれらの混合物からなる群から選択さ
    れる、請求項１の電気機械。
  4. 【請求項４】上記バインダー材が、鉄、ニッケル又はコ
    バルト又はそれらの混合物からなる群から選択される、
    請求項１の電気機械。
  5. 【請求項５】成分がアルミニウムである、請求項２の電
    気機械。
  6. 【請求項６】キャリアーが鉄である、請求項１の電気機
    械。
  7. 【請求項７】上記電気機械がモーターである、請求項１
    の電気機械。
  8. 【請求項８】上記電気機械が発電機である、請求項１の
    電気機械。
  9. 【請求項９】運動状態で噴霧され、第２構成部品に取り
    付けられた導電性コイルを更に有する、請求項１の電気
    機械。
  10. 【請求項１０】第２構成部品が第１構成部品と並べら
    れ、磁気モーメントがコイルを貫通する、請求項１の電
    気機械。
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