JP2003124012A

JP2003124012A - 複合磁石、複合磁性材料、および、モータ

Info

Publication number: JP2003124012A
Application number: JP2001314939A
Authority: JP
Inventors: Matahiro Komuro; 又洋小室; Teruyoshi Abe; 輝宜阿部
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】２種以上の磁石粉末の混合物を用いた磁石であ
って、室温以上の温度でも高い残留磁束密度を有する磁
石を提供する。【解決手段】２種類以上の強磁性材料（ＳｍＣｏ系とＮ
ｄＦｅＢ系）の粉末を含み、該２種類以上の強磁性材料
のうち、最もキュリー温度の高い強磁性材料（ＳｍＣｏ
系）の粉末は、平均粒径が、他の強磁性材料（ＮｄＦｅ
Ｂ系）の粉末の平均粒径と同等またはそれ以上である。
これにより、両強磁性材料は磁気的に結合し、粉末の混
合体の全体のキュリー温度を高めることができ、高温で
も残留磁束密度（Ｂｒ）の減少率の小さい、高残留磁束
密度（Ｂｒ）の磁石を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の磁性材料を
含む複合磁石に関し、特に、磁性粉末をバインダーで結
合することにより製造した複合磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】１種以上の磁石粉末と有機バインダーと
を混合して、圧縮成形法等により成形した、いわゆるボ
ンド磁石が知られている。例えば、特開平１１−３０７
３７８号公報には、希土類磁石粉末と熱可塑性樹脂（ポ
リブチレンテレフタレート）とを、樹脂の軟化または溶
融温度で混練した後、所望の磁石形状に温間成形する方
法が開示されている。本公報では、希土類磁石粉末とし
ては、ＳｍＣｏ系粉末、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末（ただ
しＲは、Ｙを含む希土類元素）およびＳｍＦｅＮ系粉末
のうちのいずれか、または、これらのうちの少なくとも
２種類を混合することを開示している。磁粉の粒径は、
０．５〜５００μｍ程度が好ましく、１〜１００μｍ程
度がより好ましいと記載されている。また、少量の結合
樹脂で、良好な成形性、高い密度、高い磁気性能を得る
ために、磁石粉末の粒径分布は、ある程度ブロードであ
ることが好ましいと記載されている。また、具体的な磁
石粉末の粒径として、急冷Ｎｄ₁₁Ｐｒ₁Ｆｅ_balＣｏ₅Ｂ₆
粉末の平均粒径が１７５μｍ、急冷Ｎｄ₁₂Ｆｅ_balＣｏ₃
Ｎｂ₂Ｂ₆粉末の平均粒径が１８０μｍ、Ｓｍ（Ｃｏ_0.
₅₀₄Ｃｕ_0.05Ｆｅ_0.82Ｚｒ_0.018）_8.3粉末の平均粒径が
１０μｍ、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ ₃粉末の平均粒径が３μｍ、Ｈ
ＤＤＲ法による異方性Ｎｄ₁₈Ｆｅ_balＣｏ₁₁Ｇａ₁Ｂ₈粉
末の平均粒径が１０μｍと記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】磁石粉末をバインダー
で結合したボンド磁石は、焼結が不要であるため成形の
自由度が大きく、焼結できないような構造物の凹部等
に、磁石粉末とバインダーの混合物を直接充填して成形
することも可能である。このため、非常に広い用途が期
待できる。しかしながら、従来の磁石粉末をバインダー
で結合した永久磁石は、室温よりも高い温度での残留磁
束密度（Ｂｒ）や保磁力が小さいため、電気自動車や発
電機等のように高温で使用される用途に使用するには磁
気特性が不十分であった。

【０００４】室温よりも高い温度で大きな残留磁束密度
（Ｂｒ）をもつようにするためには、磁石粉末としてキ
ュリー点が高温の材料のみを用いることが考えられる
が、キュリー点が高温の磁石材料は材料価格が高いもの
が多く、低コストに磁石を製造することが困難になる。

【０００５】本発明は、２種以上の磁石粉末の混合物を
用いた磁石であって、室温以上の温度でも高い残留磁束
密度を有する磁石を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば以下のような複合磁石が提供され
る。

【０００７】すなわち、２種類以上の強磁性材料の粉末
を含み、該２種類以上の強磁性材料のうち、最もキュリ
ー温度の高い強磁性材料の粉末は、平均粒径が、他の強
磁性材料の粉末の平均粒径と同等またはそれ以上である
ことを特徴とする複合磁石である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態の複合磁石
について説明する。

【０００９】本実施の形態では、室温以上２００℃以下
の範囲で残留磁束密度（Ｂｒ）が、従来のボンド磁石よ
りも大きな値を示す永久磁石を提供する。本実施の形態
の永久磁石は、２種以上の強磁性体の粉末を含む複合磁
石である。強磁性体の粉末の粒径は、最もキュリー温度
が高い強磁性体の粉末の平均粒径が、残りの種類の強磁
性体の粉末の平均粒径よりも大きくなるように設計され
ている。このような粒径の関係にすることにより、粒径
の小さい強磁性体粉末は、粒径が大きな、キュリー温度
の高い強磁性体粉末の発生する静磁界中に存在する確率
が高くなる。これにより、粒径の小さな低キュリー温度
の強磁性体粉末は、キュリー温度の高い強磁性体の静磁
界の影響を強く受け、磁化方向が、粒径の大きい強磁性
体粉末の磁化と同じ方向に向き、両強磁性体は磁気的に
結合する。これにより、粒径の小さな強磁性体粉末のキ
ュリー温度が実質的に高められ、強磁性体粉末の混合物
全体のキュリー温度は、粉末の平均粒径の関係を調整し
ていない場合よりも高くなる。例えば後述するように、
ジュリー温度を１０℃以上高くすることが可能である。

【００１０】キュリー温度の高い磁性体は、残留磁束密
度（Ｂｒ）の温度依存性（Ｂｒ温度係数）が小さいた
め、高温になっても残留磁束密度（Ｂｒ）の減少量が小
さい。よって、本実施の形態の平均粒径の関係を調整し
た強磁性体の混合物は、残留磁束密度の温度依存性（Ｂ
ｒ温度係数）が小さく、室温以上２００℃以下の範囲で
の残留磁束密度を、平均粒径の小さい強磁性体単体のキ
ュリー温度ならびに粒径の関係を調整していない強磁性
体の混合物のキュリー温度よりも高めることができる。

【００１１】これを具体的な強磁性体材料を示してさら
に説明する。ここでは、母材としてＮｄＦｅＢ系強磁性
体の粉末を用い、ＮｄＦｅＢ系強磁性体よりもキュリー
温度の高いＳｍＣｏ系強磁性体（キュリー温度７００℃
以上）の粉末を添加する例について説明する。この組み
合わせの場合、ＳｍＣｏ系強磁性体の方がキュリー温度
が高いので、ＳｍＣｏ系強磁性体粉末の平均粒径が、Ｎ
ｄＦｅＢ系磁性体粉末の平均粒径よりも大きくなるよう
に設計する。これにより、ＮｄＦｅＢ系強磁性体とＳｍ
Ｃｏ系磁性体の両粉末を混合すると、ＮｄＦｅＢ系磁性
体粉末の磁化は、ＳｍＣｏ系磁性体の磁化と同じ方向を
向き、両粉末が磁気的に結合する。よって、ＮｄＦｅＢ
系磁性体粉末のキュリー温度を、実質的に高めることが
できる。

【００１２】これに対し、ＳｍＣｏ系磁性体粉末の平均
粒径が、ＮｄＦｅＢ系磁性体粉末の平均粒径よりも小さ
い場合、ＳｍＣｏ系磁性体粉末の一部の磁化がＮｄＦｅ
Ｂ系磁性体粉末の磁化に対して反転しやすくなり、キュ
リー温度を高める効果は得られない。

【００１３】このように、キュリー温度の低いＮｄＦｅ
Ｂ系磁性体の粒径を、キュリー温度の高いＳｍＣｏ系強
磁性体より小さくすることにより、ＮｄＦｅＢ系磁性体
を母材としながら、両粉末の混合物のキュリー温度は、
ＮｄＦｅＢ系磁性体単独の場合ならびに粒径を調整して
いない場合よりも大きくすることができ、室温以上（例
えば１５０〜２００℃）の温度範囲における残留磁束密
度（Ｂｒ）を高めることができる。したがって、安価な
低キュリー温度のＮｄＦｅＢ系磁性体を母材としなが
ら、高温でも残留磁束密度（Ｂｒ）の大きな磁石を得る
ことができる。

【００１４】平均粒径の関係を調整した２種以上の強磁
性体粉末の混合物を成形するためには、焼結して焼結磁
石とする手法を用いるか、もしくは、強磁性体粉末の混
合物にバインダーを添加して成形し、いわゆるボンド磁
石とする手法を用いることがことができる。バインダー
を添加してボンド磁石にする場合、焼結が不要であり、
圧縮成型、射出成型等により所望の形状に成形できるた
め、形成できる形状の自由度が大きく、製造コストも低
い。

【００１５】ボンド磁石を製造する場合、２種以上の強
磁性体粉末の混合物と、バインダーとを混合した後、加
熱することによりバインダーを軟化または溶融させて、
所望の形状に成形する。加熱時には、外部磁界を印加し
て、強磁性体粉末を外部磁界の方向に配向させ、配向し
た状態で冷却し硬化させる。成型方法としては、圧縮成
型、射出成型、押し出し成型等を用いることができる。
圧縮成型の場合、圧縮時に加熱する方法や、圧縮して所
望形状に成形した後で加熱する方法にすることが可能で
ある。

【００１６】バインダーとしては、有機材料や、低融点
の金属を用いることができる。

【００１７】有機材料のバインダーとしては、ポリアミ
ド-１２やＰＰＳ（ポリエチレンスルフィド）等の熱可
塑性樹脂や、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、
ＥＶＡ（エチレン−ビニルアセテート）、ＣＰＥ（塩素
化ポリエチレン）、ＮＲ（天然ゴム）、ＤＡＰ（ジアリ
ルフタレート）、フェノール樹脂等を用いることができ
る。

【００１８】低融点金属バインダーとしては、混合物に
含まれるすべての強磁性体のキュリー温度よりも低い温
度で軟化または溶融する金属あるいは合金を用いる。例
えば、Ａｌ合金、Ｉｎ合金、Ｍｇ合金、Ｓｎ合金、Ｚｎ
合金、Ｇａ合金、Ｂｉ合金等を用いることができる。こ
れらの合金には、Ｆｅ、Ｃｏ，Ｎｉ等の磁性材料を含ま
せることもできる。

【００１９】低融点金属または合金をバインダーとして
用いた場合、有機材料と比較して高温でも安定であるた
め、高温で使用される磁石をボンド磁石で製造すること
ができる。また、金属または合金のバインダーは、有機
材料と比較して吸湿しにくいため、強磁性材料の粉末に
酸化等の劣化が生じにくい。また、１００℃以上の熱せ
られた場合でもバインダーから水分が蒸発してバインダ
ーの結合力に支障をきたすおそれもない。

【００２０】また、低融点金属または合金をバインダー
として用いた場合、これらの金属または合金の一部を、
強磁性体粉末の粒界あるいは粒内に拡散させることがで
きる。一般にＩｎが微量濃度で拡散した強磁性体は、キ
ュリー温度が高くなることが知られている。そこで、Ｉ
ｎまたはＩｎを含む合金をバインダーとして用いること
により、Ｉｎが強磁性体粉末の粒界または粒内に拡散さ
せることができ、強磁性体粉末のキュリー温度を高める
ことができる。これにより、平均粒径の関係を調整した
強磁性体粉末を用いた磁石のキュリー温度をさらに高め
ることが可能である。また、低融点金属または合金バイ
ンダーとして、Ｆｅ、Ｃｏ，Ｎｉ等の磁性材料を含むも
のを用いることができる。これにより、外部磁界を印加
して磁性体粉末を配向させる際に、バインダー中にも磁
束が侵入するため、バインダー量の多い磁石であって
も、小さな外部磁界で効果的に配向させることが可能に
なる。

【００２１】以下、本発明のさらに具体的な実施の形態
について説明する。

【００２２】第１の実施の形態の永久磁石は、強磁性体
の粉末として、Ｓｍ（Ｃｏ_0.82Ｆｅ _0.1Ｃｕ_0.05Ｚｒ
_0.03）₈の粉末と、Ｎｄ₁₂Ｆｅ_balＣｏ₃Ｂ₆（ただしＦｅ
_balは、残部がＦｅであることを示す）の粉末の２種類
を用いる。ＳｍＣｏ系強磁性体であるＳｍ（Ｃｏ_0.82Ｆ
ｅ_0.1Ｃｕ_0.05Ｚｒ_0.03）₈は、キュリー温度が７００℃
以上と高温であり、ＮｄＦｅＢ系強磁性体のＮｄ₁₂Ｆｅ
_balＣｏ₃Ｂ₆のキュリー温度よりも高い。よって、本実
施の形態では、Ｓｍ（Ｃｏ_0.82Ｆｅ_0.1Ｃｕ_0.05Ｚｒ
_0.03）₈の粉末の平均粒径を、Ｎｄ₁₂Ｆｅ_balＣｏ₃Ｂ₆の
平均粒径よりも大きくする。ここでは、図１に示したよ
うに、粒径比＝（（Ｓｍ（Ｃｏ_0.82Ｆｅ_0.1Ｃｕ_0.05Ｚ
ｒ_0.03）₈の平均粒径）／（Ｎｄ₁₂Ｆｅ_balＣｏ₃Ｂ₆の平
均粒径））が１以上の４種の磁性体粉末混合物を作製し
た。いずれの混合物も、Ｓｍ（Ｃｏ_0.82Ｆｅ_0.1Ｃｕ
_0.05Ｚｒ_0.03）₈の粉末とＮｄ₁₂Ｆｅ_balＣｏ₃Ｂ₆の粉末
との混合比率は、体積比率で約３：７である。すなわ
ち、Ｎｄ₁₂Ｆｅ_balＣｏ₃Ｂ₆が母材であり、Ｓｍ（Ｃｏ
_0.82Ｆｅ_0.1Ｃｕ_0.05Ｚｒ_0.03）₈が添加材である。な
お、図１のように、比較例として、粒径比が１よりも小
さい磁性体粉末混合物も作製している。

【００２３】磁性体粉末の混合物を作製するため、図１
の粒径比を達成する平均粒径を有するＳｍ（Ｃｏ_0.82Ｆ
ｅ_0.1Ｃｕ_0.05Ｚｒ_0.03）₈の粉末とＮｄ₁₂Ｆｅ_balＣｏ₃
Ｂ₆の粉末とを用意し、これらをメカニカルアロイング
法等の混合装置により混合した。この混合により、磁性
体の粒は粉砕されるが、粉砕が一様であるため粒径比は
維持されている。

【００２４】本実施の形態では、バインダとしてＩｎ-
３％Ａｌ（組成Ｉｎ₉₇Ａｌ₃の合金）を用いる。このＩ
ｎ-３％Ａｌを、磁性体粉末の混合物に対して１０ｖｏ
ｌ％混ぜ、圧縮成型する。圧縮成型時には、Ｉｎ-３％
Ａｌが軟化または溶融する温度で、外部磁界を印加し、
磁性体粉末を配向させた後、冷却し硬化させる。これに
より、図１に示した４種類の粒径比の永久磁石を製造し
た。

【００２５】製造した第１の実施の形態の永久磁石の１
５０℃における残留磁束密度（Ｂｒ）（単位テスラー
（Ｔ））を測定した。その結果を図１に示す。図１から
明らかなように、粒径比が１付近で残留磁束密度（Ｂ
ｒ）は急激に増加し、粒径比が１を超えると粒径比が大
きくなるほど残留磁束密度（Ｂｒ）は大きくなることが
わかる。この傾向は、測定温度２００℃においても同様
であった。これは、キュリー温度の高い磁性体粉末の平
均粒径を、キュリー温度の低い磁性体粉末の平均粒径よ
りも大きくしたことにより、混合物全体のキュリー温度
が高められ、残留磁束密度（Ｂｒ）の温度依存性（Ｂｒ
温度係数）が小さくなったためである。これにより、高
温（１５０℃から２００℃）での残留磁束密度（Ｂｒ）
の減少量が、キュリー温度の低いＮｄ₁₂Ｆｅ_balＣｏ₃Ｂ
₆の残留磁束密度（Ｂｒ）の減少量よりも小さくなるた
め、高温での残留磁束密度（Ｂｒ）が増加している。

【００２６】また、上述の４種の粒径比の磁性体粉末混
合物に、０．５ａｔ％の割合でＩｎを添加し、他の条件
は上記の場合と同様にして永久磁石を製造したところ、
図１に示したように残留磁束密度（Ｂｒ）はさらに増加
し、粒径比が１を超えた場合にＢｒの値は１．０Ｔと大
きな値が得られた。これは、Ｉｎを添加したことによ
り、磁性体粉末の粒界または粒内にＩｎが微量に拡散し
たため、磁性体のキュリー温度がさらに高まり、磁化曲
線の角型比が増加したためである。また、磁性体粉末混
合物に０．５ａｔ％の割合Ｉｎを添加した場合の粒径比
１における残留磁束密度（Ｂｒ）の温度依存性を測定し
た。その結果を図３に示す。図３から明らかなように、
２５０℃においても０．８Ｔを超える値を示しており、
高温でも残留磁束密度（Ｂｒ）の大きな永久磁石を提供
できることがわかる。

【００２７】次に、第２の実施の形態の永久磁石を説明
する。第２の実施の形態の永久磁石は、強磁性体の粉末
として、ＳｍＣｏ系のＳｍ（Ｃｏ_0.82Ｆｅ_0.1Ｃｕ_0.05
Ｚｒ₀ _.03）₈ の粉末とＳｍＦｅＮ系のＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃
の粉末を用いる。ＳｍＣｏ系強磁性体であるＳｍ（Ｃｏ
_0.82Ｆｅ_0.1Ｃｕ_0.05Ｚｒ_0.03）₈は、キュリー温度が７
００℃以上と高温であり、ＳｍＦｅＮ系のＳｍ₂Ｆｅ₁₇
Ｎ₃のキュリー温度よりも高い。よって、本実施の形態
では、Ｓｍ（Ｃｏ_0.82Ｆｅ_0.1Ｃｕ_0.05Ｚｒ_0.03）₈の粉
末の平均粒径を、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃の平均粒径よりも大き
くする。ここでは、図２に示したように、粒径比＝
（（Ｓｍ（Ｃｏ_0.82Ｆｅ_0.1Ｃｕ_0.05Ｚｒ_0.03）₈の平均
粒径）／（Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃の平均粒径））が１以上の４
種類の混合物を作製した。いずれの混合物も、Ｓｍ（Ｃ
ｏ_0.82Ｆｅ_0.1Ｃｕ_0.05Ｚｒ_0.03）₈の粉末とＳｍ₂Ｆｅ
₁₇Ｎ₃の粉末との混合比率は、体積比率で約３：７であ
る。なお、図２のように、比較例として、粒径比が１よ
りも小さい磁性体粉末混合物も作製している。混合方法
は、第１の実施の形態と同様である。混合後も粒径比は
維持されている。

【００２８】これらの強磁性体粉末の混合物について、
１５０℃における残留磁束密度（Ｂｒ）の値を測定した
結果を図２に示す。粒径比が１よりも小さいと残留磁束
密度（Ｂｒ）は小さいが、粒径比が１を超えると０．８
Ｔ以上となり、さらに粒径比を大きくすると残留磁束密
度（Ｂｒ）は０．９Ｔ以上となる。混合物に、Ｉｎを１
ａｔ％添加すると残留磁束密度（Ｂｒ）はさらに増加
し、粒径比１０以上の混合物では残留磁束密度（Ｂｒ）
が１．０Ｔと大きな値が得られる。

【００２９】図２に示した粒径比１以上の強磁性体粉末
の混合物を焼結することにより焼結磁石を得ることがで
きる。また、バインダーを用いて成形することにより、
ボンド磁石を得ることができる。

【００３０】上記第１および第２の実施の形態では、そ
れぞれの２種類の強磁性体の粉末を混合する例について
示したが、３以上の強磁性体の粉末を混合することもも
ちろん可能である。この場合も、最もキュリー温度の高
い強磁性体の粉末の平均粒径を他の種類の強磁性体の粉
末の平均粒径よりも大きくする。例えば、第１及び第２
の実施の形態で示したＳｍＣｏ系の強磁性体粉末、Ｎｄ
ＦｅＢ系の強磁性体粉末、および、ＳｍＦｅＮ系の強磁
性体粉末の３種類を混合して永久磁石を製造する場合、
キュリー温度の最も高いＳｍＣｏ系の強磁性体粉末の平
均粒径を他の２種類の平均粒径よりよりも大きくする。
これにより、磁石の温度特性を向上させることができ
る。永久磁石の温度特性が向上するかどうかは、第２の
実施の形態のように焼結前または成形前に、粉末の混合
物の状態で磁気特性を測定することにより確認すること
ができる。

【００３１】なお、ＳｍＣｏ系磁性体粉末の保磁力は１
５０℃において１０ｋＯｅ以上の値を示し、ＳｍＣｏ
系、ＮｄＦｅＢ系、ＳｍＦｅＮ系磁性体を、保磁力の大
きい順に並べるとＳｍＣｏ系磁粉、ＳｍＦｅＮ系磁粉、
ＮｄＦｅＢ系磁粉となる。よって、第１及び第２の実施
の形態の強磁性体粉末の混合物を保磁力の観点からみる
と、低保磁力の磁性体材料（ＮｄＦｅＢ系、ＳｍＦｅＮ
系）粉末に、高保磁力の磁性体材料（ＳｍＣｏ系）粉末
を混合する場合に、保磁力の大きな磁性体材料の粉末の
粒径を最大にすることにより、両者を磁気的に結合させ
ることができ、低保磁力の磁性体材料の保磁力を実質的
に高めることができることがわかる。

【００３２】つぎに、第３の実施の形態として、２種類
以上の強磁性体粉末を混合して作製する永久磁石とし
て、好ましい強磁性体粉末の組み合わせについて説明す
る。ＮｄＦｅＢ系の磁性体粉末に対して添加することに
より、温度特性向上に効果がある磁性体粉末は、Ｓｍ₂
Ｃｏ₁₇やＲＦｅ_11-11.5Ｘ_0.5-1（ただし、Ｒは希土類元
素、ＸはＮｂ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｍｎ、Ｗ、Ｓｉ、Ｇｅ
のうちの１以上の元素である。）や、これらの窒化物を
用いることができる。Ｓｍ₂Ｃｏ₁₇を添加した場合、磁
性体粉末混合物の全体のキュリー温度が１０℃以上増加
し、不可逆減磁率を０．１％以上抑制することができ
る。また、ＲＦｅ_11-11.5Ｎｂ_0.5-1系を添加した場合、
Ｒの希土類元素の種類によりその効果は異なるが、Ｇｄ
やＳｍをＲとして使用すると温度特性の向上が著しい。
表１に磁性体の組み合わせ（母材と添加材として示す）
と、混合割合（混合物中の添加材の体積％）、粒径比
（母材と添加材の平均粒径の比）の具体例と、その混合
物の残留磁束密度の温度係数（１５０℃）の減少率を測
定した結果を示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１の磁性体の混合物を焼結またはバイン
ダーを用いて成形することにより、永久磁石を製造する
ことができる。

【００３５】つぎに、第４の実施の形態として、上述し
てきた実施の形態のボンド磁石を用いて構成される装置
について説明する。

【００３６】上述してきた本実施の形態の磁石は、高温
で高い残留磁束密度（Ｂｒ）および保磁力を有するた
め、電気自動車、発電機等に使用することができる。例
えば、電気自動車、発電機等に使用されるモータの磁石
として使用することができる。これを具体的に説明す
る。モータは、ロータシャフト（回転子）と、その外側
に配置されたヨーク（不図示）およびコイル（不図示）
を含んでいる。ロータシャフト（回転子）は、図４のよ
うに、電磁鋼板で形成されたコア２と、コア２を貫くシ
ャフト３とを含んでいる。コア２の周縁部には、開口部
が長方形で予め定められた深さを有する複数の凹部１ａ
が形成されている。凹部１ａの内部には、上述してきた
実施の形態の強磁性体の平均粒径が調整されたボンド磁
石１が配置されている。ボンド磁石１は、上述の第１か
ら第３の実施の形態の磁性体粉末の混合物に、バインダ
ーとしてＩｎ−Ａｌ合金を混合した後、Ｉｎ−Ａｌが軟
化または溶融する温度（例えば約２００℃）まで加熱し
たものを、コア２の凹部１ａを金型として凹部１ａ内に
直接充填して０．５ｔｏｎ／ｃｍ²の圧力で圧縮成型す
ることにより成形して製造したものである。なお、圧縮
成型時には磁界を印加し、配向させている。

【００３７】ボンド磁石１の強磁性体粉末の混合物は、
上述してきた実施の形態の強磁性体粉末の混合物である
ため、キュリー温度の最も高い磁性体の粉末の平均粒径
が、他の磁性の粉末の平均粒径よりも大きくなるよう設
計されている。よって、ボンド磁石１は、高温（１５０
〜２００℃）での残留磁束密度（Ｂｒ）が大きいため、
電気自動車や発電機等のように高温（１５０〜２００
℃）となる用途で本実施の形態のモータを使用すること
ができる。この場合、高温（１５０〜２００℃）でのボ
ンド磁石１の特性劣化が生じにくいため、モータ特性の
変動が生じにくく、電気自動車や発電機等の性能を安定
させることができる。

【００３８】また、ボンド磁石１をコア２の凹部１ａを
金型として直接圧縮成型することができるため、予め焼
結しておいた焼結磁石を凹部１ａ内に挿入・固定する場
合と比較して、安価に製造することができるとともに、
磁石１とコア２との間に隙間が発生しにくいという効果
が得られる。

【００３９】また、ボンド磁石１の配向は、圧縮成型時
に外部磁界により行う代わりに、ロータシャフト（回転
子）を回転させることにより配向（着磁）させることも
可能である。この場合、図４のようにモータの回転子の
円周方向に磁石１を分割して配列し、１個の磁石１を１
極とする。磁石１間、及び、シャフト３と回転子外側の
ヨーク（不図示）間を強磁性材料で構成し、磁石１とシ
ャフト３間に非磁性部（不図示）を設け、回転子外側の
コイル（不図示）及びヨーク（不図示）、あるいは、シ
ャフト３を回転させることにより、磁石１の正弦波的着
磁させることが可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、２種以
上の磁石粉末の混合物を用いた磁石であって、室温以上
の温度でも高い残留磁束密度を有する磁石を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の２種類の磁性体粉
末を含む磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）と、２種類の磁性
体粉末の粒径比との関係を示すグラフである。

【図２】本発明の第２の実施の形態の２種類の磁性体粉
末の混合物の残留磁束密度（Ｂｒ）と、２種類の磁性体
粉末の粒径比との関係を示すグラフである。

【図３】第１の実施の形態の２種類の磁性体粉末を含む
磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）の温度依存性を示すグラフ
である。

【図４】本発明の第４の実施の形態のモータのロータシ
ャフト（回転子）の、シャフト３の軸に垂直な方向の断
面構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・磁石、２・・・コア、３・・・シャフト。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０１Ｆ 7/02 Ｈ０１Ｆ 41/02 Ｇ 41/02 Ｈ０２Ｋ 15/03 ＣＨ０２Ｋ 15/03 Ｂ２２Ｆ 3/00 Ｃ // Ｂ２２Ｆ 3/00 Ｈ０１Ｆ 1/06 ＡＦターム(参考） 4K018 AA11 AA12 AA27 BA05 BA06 BA18 BB04 GA03 GA04 KA46 5E040 BB01 CA01 NN01 NN04 5E062 CC05 CD04 5H622 DD02 QA02 QA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２種類以上の強磁性材料の粉末を含み、該
２種類以上の強磁性材料のうち、最もキュリー温度の高
い強磁性材料の粉末は、平均粒径が、他の強磁性材料の
粉末の平均粒径と同等またはそれ以上であることを特徴
とする複合磁石。
【請求項２】請求項１に記載の複合磁石において、前記
２種類以上の強磁性材料のいずれのキュリー温度よりも
低い温度で、軟化または溶融するバインダ材料を含むこ
とを特徴とする複合磁石。
【請求項３】請求項２に記載の複合磁石において、前記
バインダ材料は、金属あるいは合金であることを特徴と
する複合磁石。
【請求項４】請求項２または３に記載の複合磁石におい
て、前記バインダ材料は、磁性材料を含むことを特徴と
する複合磁石。
【請求項５】請求項２，３または４に記載の複合磁石に
おいて、前記バインダ材料は、Ｉｎを含むことを特徴と
する複合磁石。
【請求項６】請求項１または５に記載の複合磁石におい
て、前記２種類以上の強磁性材料の粉末の少なくとも一
部分には、Ｉｎ拡散していることを特徴とする複合磁
石。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６に記載
の複合磁石において、前記２種類以上の強磁性材料は、
最もキュリー温度の高い強磁性材料と、前記他の強磁性
材料とが磁気的に結合していることを特徴とする複合磁
石。
【請求項８】請求項７に記載の複合磁石において、前記
最もキュリー温度の高い強磁性材料の磁化方向と、前記
他の強磁性材料の磁化方向とが一致していることを特徴
とする複合磁石。
【請求項９】２種類以上の強磁性材料の粉末を含み、該
２種類以上の強磁性材料のうち、最もキュリー温度の高
い強磁性材料の粉末は、平均粒径が、他の強磁性材料の
粉末の平均粒径と同等またはそれ以上であることを特徴
とする複合磁性材料。
【請求項１０】請求項９に記載の複合磁性材料におい
て、前記２種類以上の強磁性材料の粉末には、Ｉｎが添
加させていることを特徴とする複合磁性材料。
【請求項１１】２種類以上の強磁性材料の粉末を含み、
前記２種類以上の強磁性材料のうち、最も高保磁力の強
磁性材料の粉末は、平均粒径が、他の強磁性材料の粉末
の平均粒径と同等またはそれ以上であることを特徴とす
る複合磁性材料。
【請求項１２】回転子を有するモータであって、前記回
転子には磁石が備えられ、該磁石は、２種類以上の強磁性材料の粉末を含み、該２
種類以上の強磁性材料のうち、最もキュリー温度の高い
強磁性材料の粉末は、平均粒径が、他の強磁性材料の粉
末の平均粒径と同等またはそれ以上であることを特徴と
するモータ。
【請求項１３】請求項１２に記載のモータにおいて、前
記磁石は、前記２種類以上の強磁性材料のいずれのキュ
リー温度よりも低い温度で、軟化または溶融するバイン
ダ材料を含むことを特徴とするモータ。
【請求項１４】請求項１３に記載のモータにおいて、前
記回転子は前記磁石を支持するコアを有し、前記コアに
は、前記磁石が内部に配置される凹部が設けられ、前記磁石は、前記凹部に直接充填されて成形されたもの
であることを特徴とするモータ。
【請求項１５】磁石を含む装置であって、該磁石は、２
種類以上の強磁性材料の粉末を含み、該２種類以上の強
磁性材料のうち、最もキュリー温度の高い強磁性材料の
粉末は、平均粒径が、他の強磁性材料の粉末の平均粒径
と同等またはそれ以上であることを特徴とする装置。