JP2011229218A - 積層磁石膜可動子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外部磁界Hexに対するトルク勾配dT/dHexは、試料を膜またはフレーク状粉末としたとき、それらの寸法比L/Dの原点をゼロとした一次関数となる。面内方向磁化の場合、フレーク状粉末よりも膜のトルク勾配dT/dHexの方が、寸法比L/Dの依存性が強い。これは、フレーク状粉末よりも膜のパーミアンスが高く、結果として反磁界が小さくなるために試料の寸法比L/Dの影響を受けにくい。両者のトルク勾配dT/dHexの比から本発明の積層磁石膜可動子を用いた回転電気機械のトルク定数は、355μm以下、厚さ45μmのフレーク状粉末の場合に比べて1.13倍となる。
【選択図】図7
Description
以上のように微小な可動子の磁石に関しては残留磁化Mrが0.42〜1.35 Tに至る広範な磁気特性、磁石膜からバルクに至る多様な材料形態が試行されている。
(式1)
T = [Pn×Φa×Iq] + [Pn×(Ld-Lq)×Id]
又は、R-TM-B(RはNd、Pr、TMはFe、Co)系溶湯合金若しくは前記Sm-Fe系溶湯合金を物理的堆積法により成膜し、
その後、それらを結晶化又は窒化して、ハード磁性を発現させた、
Fe-B又はαFeのソフト相とR2TM14B系又はSm2Fe17N3系ハード相とからなることを特徴とする(1)項に記載する積層磁石膜可動子。
Fe-B又はαFe のソフト相とR-TM-B(RはNd、Pr、TMはFe、Co)系合金又はSm-Fe系合金を交互に物理的に成膜したのち、それらを結晶化又は窒化して、ハード磁性を発現させた、
Fe-B、αFeのソフト相とR2TM14B系又はSm2Fe17N3系のハード相とからなることを特徴とする(1)項に記載する積層磁石膜可動子。
本発明にかかる磁石膜を構成するハード相としてR2TM14B(Rは希土類元素のうちNd、またはPr、TMは遷移金属元素のうちFe、Co)、R2TM17N3(Rは希土類元素のうちSm、TMは遷移金属元素のうちFe)を例示できる。このような、ハード相と交換結合する高い飽和磁化MsのαFeなどのソフト相が存在すると、逆磁界の下でソフト相から先に磁化反転し、高い保磁力HcJが得られない。しかし、ソフト相のサイズを磁壁幅以下に抑えると、逆磁界における不均一磁化反転が抑制される。その結果、保磁力HcJがハード相の磁気異方性Haに支配されるようになり、保磁力HcJの低下が抑えられる。さらに、ソフト相から、より高い磁束を得るには、磁石中のソフト相の体積比を増す必要がある。そのためにはハード相のサイズをできる限り小さくすることが必要である。ハード相の大きさは、やはり磁壁幅以下であればよいが、あまり狭いと保磁力HcJの維持が困難になる。このため、磁壁幅程度に抑える。なお磁壁幅はπ(A/Ku)1/2、(A:交換スティッフネス定数、Ku:磁気異方性エネルギー)で見積もられる。
Claims (7)
- ソフト相とハード相とのナノスケール結晶組織からなる複数の直径2 mm以下の中実または中空状等方性磁石膜を、寸法比L/Dを1以上(ただし、Lは積層方向の長さ、Dは直径)、かつ、相対密度RDを85%以上で構成し、並びに面内方向に任意の極対数をもつ積層磁石膜を含むことを特徴とする回転電気機械の積層磁石膜可動子。
- 前記磁石膜は、R-TM-B(RはNd、Pr、TMはFe、Co)系溶湯合金若しくはSm-Fe系溶湯合金の急冷凝固することにより、
又は、R-TM-B(RはNd、Pr、TMはFe、Co)系溶湯合金若しくは前記Sm-Fe系溶湯合金を物理的堆積法により成膜し、その後、それらを結晶化又は窒化して、ハード磁性を発現させた、Fe-B又はαFeのソフト相と、R2TM14B系又はSm2Fe17N3系ハード相と、からなることを特徴とする請求項1に記載する積層磁石膜可動子。 - 前記磁石膜は、
Fe-B又はαFe のソフト相とR-TM-B(RはNd、Pr、TMはFe、Co)系合金又はSm-Fe系合金を交互に物理的に成膜したのち、それらを結晶化又は窒化して、ハード磁性を発現させた、
Fe-B、αFeのソフト相とR2TM14B系又はSm2Fe17N3系のハード相と、からなることを特徴とする請求項1に記載する積層磁石膜可動子。 - 前記磁石膜は、非磁性膜を付加した複合膜であることを特徴とする請求項1に記載する積層磁石膜可動子。
- 前記磁石膜は、残留磁化Mrの50%程度が磁化反転しても残留磁化Mrの90%以上の磁化が回復する磁化のスプリングバック特性をもつことを特徴とする請求項1に記載する積層磁石膜可動子。
- 前記磁石膜は、面内方向の残留磁化Mr 1 T以上、保磁力HcJ 300 kA/m以上であり、かつ面内方向に極対数2以上に多極磁化されていることを特徴とする請求項1に記載する積層磁石膜可動子。
- 前記磁石膜は、面内方向の残留磁化Mr 0.95 T以上、保磁力HcJ 600 kA/m以上であり、かつ面内方向に極対数4以上に多極磁化されていることを特徴とする請求項1に記載する積層磁石膜可動子。
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