JP2024043492A - Magnetic wedge and rotating electric machine - Google Patents

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倫浩 末綱
直幸 眞田
宏彰 木内
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Toshiba Corp
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Abstract

【課題】優れた磁気特性および機械特性を有する、磁性楔、回転電機を提供する。【解決手段】実施の形態の磁性楔は、回転電機の磁性楔であって、磁性楔は複数の扁平磁性金属粒子と介在相とを備え、磁性楔の幅方向の中心部において複数の扁平磁性金属粒子の扁平面が幅方向の輪郭線に沿って配向し、幅方向の端部において扁平面が磁性楔の厚さ方向の輪郭線に沿って配向し、幅方向の中心部における幅方向の輪郭線に対する複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が20度以下であり、幅方向の端部における厚さ方向の輪郭線に対する複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が60度以下である磁性楔である。【選択図】図8[Problem] To provide a magnetic wedge and a rotating electric machine having excellent magnetic properties and mechanical properties. [Solution] The magnetic wedge of the embodiment is a magnetic wedge for a rotating electric machine, the magnetic wedge comprises a plurality of flat magnetic metal particles and an intervening phase, the flat surfaces of the plurality of flat magnetic metal particles are oriented along the widthwise contour line at the center of the magnetic wedge in the width direction, and the flat surfaces are oriented along the thicknesswise contour line at the widthwise ends of the magnetic wedge, the average orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles with respect to the widthwise contour line at the widthwise center is 20 degrees or less, and the average orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles with respect to the thicknesswise contour line at the widthwise ends is 60 degrees or less. [Selected Figure] Figure 8

Description

本発明の実施の形態は、磁性楔及び回転電機に関する。 Embodiments of the present invention relate to a magnetic wedge and a rotating electric machine.

通常、回転電機のコイル巻線は、鉄心スロットの中に収納され、スロット開口部に設けた楔によって支持固定されている。この楔の材質には非磁性体が一般的に採用されるが、固定子鉄心及び回転子鉄心間の空隙における磁気抵抗値が不連続になるため、楔に空隙を介して対向する鉄心表面部の磁束分布に脈動が生じ、高調波損失が大きくなる。この高調波損失を低減する目的で、兼ねてより、適度に磁性をもった楔(磁性楔)が供されている。磁性楔を適用する事によって、高調波損失が低減し、回転電機の効率が向上する。図1は、磁性楔の使用状態及び磁性楔の効果の模式図である。図1では、ラジアルギャップ型回転電機を例として示している。図1では、磁性楔100、コイル230、鉄心ティース250、鉄心スロット260が記載されている。 Usually, the coil winding of a rotating electrical machine is housed in an iron core slot, and is supported and fixed by a wedge provided in the slot opening. Non-magnetic material is generally used as the material for this wedge, but since the magnetic resistance value in the gap between the stator core and rotor core becomes discontinuous, the surface of the core that faces the wedge with the gap in between becomes discontinuous. pulsations occur in the magnetic flux distribution, and harmonic loss increases. In order to reduce this harmonic loss, a wedge having appropriate magnetism (magnetic wedge) is also provided. By applying a magnetic wedge, harmonic loss is reduced and the efficiency of the rotating electrical machine is improved. FIG. 1 is a schematic diagram of the usage state of the magnetic wedge and the effect of the magnetic wedge. In FIG. 1, a radial gap type rotating electric machine is shown as an example. In FIG. 1, a magnetic wedge 100, a coil 230, a core tooth 250, and a core slot 260 are shown.

磁性楔にあたっては、磁性楔の透磁率が高いほど高調波損失を低減できることは言うまでもない。しかしながら、磁性楔は、図1に示すように、隣接する鉄心ティース間を橋絡するように配置されるため、磁性楔を介して鉄心ティース間を流れる漏れ磁束が増加してしまうという欠点がある。また、既存の磁性楔は、飽和磁化が低いため磁気飽和を起こしやすく、更には損失が低いため、回転電機の効率向上幅が限定的である。その他、既存の磁性楔は、透磁率が低いため、回転電機の効率向上幅が限定的であり、熱的安定性や機械特性(強度、靱性)の点で、不十分である。そのため、磁性楔の飽和磁化、透磁率、損失、強度、靱性などの点で特性を向上させる事が望まれる。特に、磁性楔の透磁率、損失、強度、などの点で特性を向上させる事が望まれる。 As for the magnetic wedge, it goes without saying that the higher the magnetic permeability of the magnetic wedge, the more harmonic loss can be reduced. However, as shown in Fig. 1, the magnetic wedge is arranged so as to bridge adjacent core teeth, so it has the disadvantage that leakage magnetic flux flowing between the core teeth via the magnetic wedge increases. . In addition, existing magnetic wedges have low saturation magnetization and are therefore prone to magnetic saturation, and furthermore, have low loss, which limits the scope for improving the efficiency of rotating electric machines. In addition, existing magnetic wedges have low magnetic permeability, which limits the scope for improving the efficiency of rotating electric machines, and they are insufficient in terms of thermal stability and mechanical properties (strength, toughness). Therefore, it is desirable to improve the characteristics of the magnetic wedge in terms of saturation magnetization, magnetic permeability, loss, strength, toughness, etc. In particular, it is desired to improve the properties of the magnetic wedge in terms of magnetic permeability, loss, strength, etc.

実開昭58-6572号公報Utility Model Publication No. 58-6572

本発明が解決しようとする課題は、優れた磁気特性と機械特性を有する、磁性楔、及び、回転電機を提供する事にある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a magnetic wedge and a rotating electric machine having excellent magnetic properties and mechanical properties.

実施の形態の磁性楔は、回転電機の磁性楔であって、磁性楔は複数の扁平磁性金属粒子と介在相とを備え、磁性楔の幅方向の中心部において複数の扁平磁性金属粒子の扁平面が幅方向の輪郭線に沿って配向し、幅方向の端部において扁平面が磁性楔の厚さ方向の輪郭線に沿って配向し、幅方向の中心部における幅方向の輪郭線に対する複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が20度以下であり、幅方向の端部における厚さ方向の輪郭線に対する複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が60度以下である。 The magnetic wedge of the embodiment is a magnetic wedge for a rotating electric machine, and the magnetic wedge includes a plurality of flat magnetic metal particles and an intervening phase, and the flat magnetic wedge of the plurality of flat magnetic metal particles is formed at the center in the width direction of the magnetic wedge. The plane is oriented along the widthwise contour line, the flat plane is oriented along the widthwise contour line at the widthwise end, and the flat surface is oriented along the widthwise contour line at the widthwise center, and the flat surface is oriented along the widthwise contour line at the widthwise center. The average orientation angle of the flat magnetic metal particles is 20 degrees or less, and the average orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles with respect to the contour line in the thickness direction at the end portion in the width direction is 60 degrees or less.

また、実施の形態の磁性楔は、回転子に対して径方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたラジアルギャップ型の回転電機の前記磁性楔であって、前記長手方向は、軸方向であり、前記厚さ方向は、前記径方向であり、前記幅方向は、回転方向である。また、磁性楔は、回転子に対して軸方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたアキシャルギャップ型の回転電機に用いられる前記磁性楔であって、前記長手方向は、径方向であり、前記厚さ方向は、前記軸方向であり、前記幅方向は、回転方向である。 The magnetic wedge of the embodiment is a magnetic wedge for a radial gap type rotating electric machine in which a stator is arranged to face a rotor at a predetermined radial distance, and the longitudinal direction is the axial direction, the thickness direction is the radial direction, and the width direction is the rotation direction. The magnetic wedge is a magnetic wedge for use in an axial gap type rotating electric machine in which a stator is arranged to face a rotor at a predetermined axial distance, and the longitudinal direction is the radial direction, the thickness direction is the axial direction, and the width direction is the rotation direction.

磁性楔の使用状態及び磁性楔の効果の模式図である。It is a schematic diagram of the use state of a magnetic wedge, and the effect of a magnetic wedge. 第1の実施の形態の磁性楔において、扁平磁性金属粒子の厚さの求め方の一例を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of how to determine the thickness of flat magnetic metal particles in the magnetic wedge of the first embodiment. 第1の実施の形態の磁性楔において、扁平磁性金属粒子の扁平面内の最大長さ、最小長さの求め方を説明するための概念図である。A conceptual diagram for explaining how to determine the maximum length and minimum length within the flat surface of a flat magnetic metal particle in the magnetic wedge of the first embodiment. 第1の実施の形態の磁性楔において、扁平磁性金属粒子の扁平面内の最大長さ、最小長さの他の一例における求め方を説明するための概念図である。A conceptual diagram for explaining another example of how to determine the maximum length and minimum length within the flat surface of a flat magnetic metal particle in the magnetic wedge of the first embodiment. 第1の実施の形態の磁性楔において、扁平磁性金属粒子の扁平面内の360度の角度に対して、22.5度おきに方向を変えて保磁力を測定した際の方向を示す模式図である。A schematic diagram showing the direction when the coercive force is measured by changing the direction every 22.5 degrees with respect to the 360 degree angle within the flat plane of the flat magnetic metal particles in the magnetic wedge of the first embodiment. It is. 第1の実施の形態の磁性楔における扁平磁性金属粒子の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of flat magnetic metal particles in the magnetic wedge of the first embodiment. 第1の実施の形態の磁性楔の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a magnetic wedge according to the first embodiment. 第1の実施の形態の磁性楔の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a magnetic wedge according to the first embodiment. 第1の実施の形態の磁性楔の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a magnetic wedge according to the first embodiment. 第1の実施の形態の磁性楔の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a magnetic wedge according to the first embodiment. 第1の実施の形態の磁性楔における扁平磁性金属粒子の配向角度の例である。4 is an example of the orientation angle of flat magnetic metal particles in the magnetic wedge of the first embodiment. 第1の実施の形態の磁性楔の断面写真例である。It is an example of a cross-sectional photograph of the magnetic wedge of the first embodiment. 第1の実施の形態の磁性楔の断面写真例である。It is an example of a cross-sectional photograph of the magnetic wedge of the first embodiment. 第1の実施の形態の実施例1の磁性楔、および、比較例1、2、3、4の磁性楔の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of the magnetic wedge of Example 1 of the first embodiment and the magnetic wedges of Comparative Examples 1, 2, 3, and 4. 第1の実施の形態の磁性楔の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a magnetic wedge according to the first embodiment. 第1の実施の形態の磁性楔の製造方法における第5の工程の模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a fifth step in the method for manufacturing a magnetic wedge according to the first embodiment. 第2の実施形態のラジアルギャップ型回転電機の一例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of a radial gap type rotating electric machine according to a second embodiment. 第2の実施形態のアキシャルギャップ型回転電機の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an axial gap type rotating electric machine according to a second embodiment. 第2の実施形態の発電機の一例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of a generator according to a second embodiment. 第2の実施形態のリニアモータの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example of the linear motor of a 2nd embodiment.

以下、図面を用いて実施の形態を説明する。尚、図面中、同一又は類似の箇所には、同一又は類似の符号を付している。なお、本明細書において、特に断りがなければ、測定は25℃でおこなっている。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In addition, in the drawings, the same or similar parts are given the same or similar symbols. In addition, in this specification, unless otherwise specified, measurements are performed at 25°C.

本明細書において、「軸方向」、「回転方向」及び「径方向」の各方向は、回転電機の回転子を基準として定めるものとする。即ち、「軸方向」は回転子の回転軸に沿った方向を意味し、「回転方向」は回転子の回転軸まわりの周回方向(又は、その接線方向)を意味する。そして、「径方向」は回転子の回転軸に直交(垂直に交差)する方向を意味する。 In this specification, each direction of "axial direction", "rotational direction", and "radial direction" shall be defined with the rotor of the rotating electric machine as a reference. That is, the "axial direction" means the direction along the rotation axis of the rotor, and the "rotation direction" means the direction of rotation around the rotation axis of the rotor (or the tangential direction thereof). The "radial direction" means a direction perpendicular to (perpendicularly intersects with) the rotation axis of the rotor.

(第1の実施の形態)
実施の形態の磁性楔は、回転電機の磁性楔であって、磁性楔は複数の扁平磁性金属粒子と介在相とを備え、磁性楔の幅方向の中心部において複数の扁平磁性金属粒子の扁平面が幅方向の輪郭線に沿って配向し、幅方向の端部において扁平面が磁性楔の厚さ方向の輪郭線に沿って配向し、幅方向の中心部における幅方向の輪郭線に対する複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が20度以下であり、幅方向の端部における厚さ方向の輪郭線に対する複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が60度以下である。
(First embodiment)
The magnetic wedge of the embodiment is a magnetic wedge for a rotating electric machine, the magnetic wedge comprising a plurality of flat magnetic metal particles and an intervening phase, the flat surfaces of the plurality of flat magnetic metal particles at the widthwise center of the magnetic wedge being oriented along the widthwise contour line, and at the widthwise ends, the flat surfaces are oriented along the thicknesswise contour line of the magnetic wedge, the average orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles with respect to the widthwise contour line at the widthwise center is 20 degrees or less, and the average orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles with respect to the thicknesswise contour line at the widthwise ends is 60 degrees or less.

また、実施の形態の磁性楔は、回転電機の磁性楔であって、磁性楔は複数の扁平磁性金属粒子と介在相とを備え、磁性楔の幅方向の中心部において複数の扁平磁性金属粒子の扁平面が幅方向および長手方向に配向し、磁性楔の幅方向の端部において扁平面が厚さ方向および長手方向に配向し、幅方向の中心部における複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が20度以下であり、幅方向の端部における複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が30度以上90度以下である。 In addition, the magnetic wedge of the embodiment is a magnetic wedge for a rotating electric machine, and the magnetic wedge includes a plurality of flat magnetic metal particles and an intervening phase, and a plurality of flat magnetic metal particles at a center in the width direction of the magnetic wedge. The flat planes of the magnetic wedge are oriented in the width direction and the longitudinal direction, the flat planes are oriented in the thickness direction and the longitudinal direction at the ends of the magnetic wedge in the width direction, and the orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles at the center in the width direction is The average of the orientation angles of the plurality of flat magnetic metal particles at the ends in the width direction is 30 degrees or more and 90 degrees or less.

また、実施の形態の磁性楔は、回転子に対して径方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたラジアルギャップ型の回転電機の前記磁性楔であって、前記長手方向は、軸方向であり、前記厚さ方向は、前記径方向であり、前記幅方向は、回転方向である。また、実施の形態の磁性楔は、回転子に対して軸方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたアキシャルギャップ型の回転電機に用いられる前記磁性楔であって、前記長手方向は、径方向であり、前記厚さ方向は、前記軸方向であり、前記幅方向は、回転方向である。複数の扁平磁性金属粒子は、平均厚さが10nm以上100μm以下であり、扁平面と、Fe、Co及びNiからなる群から選ばれる少なくとも1つの第1の元素を含む磁性金属相と、を有し、厚さに対する扁平面内の平均長さの比の平均値が5以上10000以下であり、介在相は、複数の扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)からなる群から選ばれる少なくとも1つの第2の元素を含む。 Further, the magnetic wedge of the embodiment is the magnetic wedge of a radial gap type rotating electric machine in which a stator is disposed facing a rotor at a predetermined interval in a radial direction, and the longitudinal direction is an axial direction. The thickness direction is the radial direction, and the width direction is the rotation direction. Further, the magnetic wedge of the embodiment is the magnetic wedge used in an axial gap type rotating electric machine in which a stator is disposed facing a rotor at a predetermined interval in the axial direction, and the longitudinal direction is The thickness direction is the axial direction, and the width direction is the rotation direction. The plurality of flat magnetic metal particles have an average thickness of 10 nm or more and 100 μm or less, and have flat surfaces and a magnetic metal phase containing at least one first element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni. However, the average value of the ratio of the average length in the flat plane to the thickness is 5 or more and 10,000 or less, and the intervening phase is present between the plurality of flat magnetic metal particles and includes oxygen (O), carbon (C), Contains at least one second element selected from the group consisting of nitrogen (N) and fluorine (F).

扁平磁性金属粒子は、扁平状(flaky、flattened)の形状(flaky shape、flattened shape)をした、扁平粒子(flaky particle、flattened particle)である。 The flattened magnetic metal particles are flattened particles having a flaky shape.

厚さとは、1つの扁平磁性金属粒子における平均的な厚さのことをいう。厚さを求める方法としては、1つの扁平磁性金属粒子における平均的な厚さを求めることができる方法であれば、その方法は問わない。例えば、扁平磁性金属粒子の扁平面に垂直な断面を透過電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscopy)又は走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscopy)又は光学顕微鏡などで観察し、観察した扁平磁性金属粒子の断面において、扁平面内の方向に任意の10箇所以上を選び、選んだ各箇所における厚さを測定し、その平均値を採用する方法を用いても良い。また、観察した扁平磁性金属粒子の断面において、扁平面内の方向で、端部から別の端部に向かって等間隔に10箇所以上を選び(この時、端部及び別の端部は特殊な場所であるため選ばない方が好ましい)、選んだ各箇所における厚さを測定し、その平均値を採用する方法を用いても良い。 Thickness refers to the average thickness of one flat magnetic metal particle. Any method may be used to determine the thickness as long as it can determine the average thickness of one flat magnetic metal particle. For example, a cross section perpendicular to the flat plane of flat magnetic metal particles is observed using a transmission electron microscope (TEM), a scanning electron microscope (SEM), or an optical microscope, and the observed flat magnetic metal particles are In the cross section, a method may be used in which ten or more arbitrary points are selected in the direction within the flat plane, the thickness at each selected point is measured, and the average value thereof is adopted. In addition, in the cross section of the observed flat magnetic metal particles, ten or more points were selected at equal intervals from one end to another in the direction within the flat plane (at this time, the end and the other end were (It is preferable not to select such a location because of the location), a method may be used in which the thickness at each selected location is measured and the average value thereof is adopted.

図2は、第1の実施の形態の磁性楔において、扁平磁性金属粒子の厚さの求め方の一例を示す概念図である。図2に、この場合の厚さの求め方を具体的に示す。扁平面内の方向で端部から別の端部に向かって等間隔に10箇所選び(端部を除く)、各箇所での厚さをt、t、・・・、t10とした場合、扁平磁性金属粒子の厚さは、(t+t+・・・+t10)/10となる。なお、測定においては、できるだけ多くの箇所を測定することが平均的な情報を取得できるため、好ましい。なお、断面の輪郭線が凹凸の激しい、又は表面の荒れた輪郭線を有し、そのままの状態では平均的な厚さを求めることが難しい場合、輪郭線を平均的な直線又は曲線で、状況に応じて適宜、平滑化した上で、上記の方法を行うことが好ましい。 FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of how to determine the thickness of the flat magnetic metal particle in the magnetic wedge of the first embodiment. FIG. 2 specifically shows how to determine the thickness in this case. If 10 points are selected at equal intervals from one end to another end in the direction within the flat surface (excluding the ends) and the thicknesses at each point are t 1 , t 2 , ..., t 10 , the thickness of the flat magnetic metal particle is (t 1 + t 2 + ... + t 10 ) / 10. In addition, it is preferable to measure as many points as possible in the measurement because average information can be obtained. In addition, if the cross-sectional contour line is very uneven or has a rough surface contour line, and it is difficult to determine the average thickness in its current state, it is preferable to smooth the contour line with an average straight line or curve as appropriate depending on the situation, and then perform the above method.

また、平均厚さとは、複数の扁平磁性金属粒子における厚さの平均値のことを言い、上述の単なる「厚さ」とは区別される。平均厚さを求める際は、20個以上の扁平磁性金属粒子に対して平均した値を採用することが好ましい。また、できるだけ多くの扁平磁性金属粒子を対象として求めることが平均的な情報を取得できるため、好ましい。また、20個以上の扁平磁性金属粒子を観察することが出来ない場合は、できる限り多くの扁平磁性金属粒子観察し、それらに対して平均した値を採用することが好ましい。扁平磁性金属粒子の平均厚さは、10nm以上100μm以下が好ましい。より好ましくは10nm以上1μm以下、更に好ましくは10nm以上100nm以下である。また、扁平磁性金属粒子は、厚さ10nm以上100μm以下、より好ましくは10nm以上1μm以下、更に好ましくは10nm以上100nm以下のものを含むことが好ましい。これによって扁平面に平行な方向に磁界が印加された際に、渦電流損失を十分に小さく出来て好ましい。また、厚さが小さい方が、磁気モーメントが扁平面に平行な方向に閉じ込められ、回転磁化で磁化が進行しやすくなり好ましい。回転磁化で磁化が進行する場合は、磁化が可逆的に進行しやすいため、保磁力が小さくなり、これによってヒステリシス損失が低減出来好ましい。 Moreover, the average thickness refers to the average value of the thickness of a plurality of flat magnetic metal particles, and is distinguished from the above-mentioned mere "thickness". When determining the average thickness, it is preferable to use a value averaged over 20 or more flat magnetic metal particles. Further, it is preferable to obtain average information for as many flat magnetic metal particles as possible. Furthermore, if it is not possible to observe 20 or more flat magnetic metal particles, it is preferable to observe as many flat magnetic metal particles as possible and use the average value for them. The average thickness of the flat magnetic metal particles is preferably 10 nm or more and 100 μm or less. The thickness is more preferably 10 nm or more and 1 μm or less, and even more preferably 10 nm or more and 100 nm or less. Further, the flat magnetic metal particles preferably have a thickness of 10 nm or more and 100 μm or less, more preferably 10 nm or more and 1 μm or less, and even more preferably 10 nm or more and 100 nm or less. This is preferable because eddy current loss can be sufficiently reduced when a magnetic field is applied in a direction parallel to the flat surface. Further, it is preferable that the thickness is small because the magnetic moment is confined in a direction parallel to the flat plane and magnetization progresses more easily due to rotational magnetization. When magnetization progresses by rotational magnetization, the magnetization tends to progress reversibly, so the coercive force becomes small, which reduces hysteresis loss, which is preferable.

扁平磁性金属粒子の平均長さは、扁平面内の最大長さa、最小長さbを用いて、(a+b)/2で定義される。最大長さa及び最小長さbに関しては、次のようにして求めることができる。例えば、扁平面に外接する長方形の中で最も面積の小さな長方形を考える。そして、その長方形の長辺の長さを最大長さa、短辺の長さを最小長さbとする。図3は、第1の実施の形態の磁性楔において、扁平磁性金属粒子の扁平面内の最大長さ、最小長さの求め方を説明するための概念図である。図3は、いくつかの扁平磁性金属粒子を例として、前記方法で求めた最大長さaと最小長さbを示した模式図である。最大長さa及び最小長さbは、平均厚さ同様、扁平磁性金属粒子をTEM又はSEM又は光学顕微鏡などで観察することにより求めることができる。また、計算機上で顕微鏡写真の画像解析を行い、最大長さa及び最小長さbを求めることも可能である。いずれにおいても、20個以上の扁平磁性金属粒子を対象として求めることが好ましい。また、できるだけ多くの扁平磁性金属粒子を対象として求めることが平均的な情報を取得できるため、好ましい。また、20個以上の扁平磁性金属粒子を観察することが出来ない場合は、できる限り多くの扁平磁性金属粒子観察し、それらに対して平均した値を採用することが好ましい。また、この際できるだけ平均的な値として求めることが好ましいため、扁平磁性金属粒子を均一に分散した状態で(最大長さ、最小長さが異なる複数の扁平磁性金属粒子ができるだけランダムに分散した状態で)、観察又は画像解析を行うことが好ましい。たとえば、複数の扁平磁性金属粒子を十分にかき混ぜた状態で、テープの上に貼り付けたり、又は、複数の扁平磁性金属粒子を上から落下させて下に落としてテープの上に貼り付けたり、することによって観察又は画像解析を行うことが好ましい。 The average length of the flat magnetic metal particles is defined as (a+b)/2 using the maximum length a and the minimum length b in the flat plane. The maximum length a and the minimum length b can be determined as follows. For example, consider a rectangle with the smallest area among the rectangles circumscribing a flat plane. The length of the long side of the rectangle is the maximum length a, and the length of the short side is the minimum length b. FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining how to determine the maximum length and minimum length in the flat plane of flat magnetic metal particles in the magnetic wedge of the first embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing the maximum length a and minimum length b determined by the above method using some flat magnetic metal particles as an example. Like the average thickness, the maximum length a and the minimum length b can be determined by observing the flat magnetic metal particles using a TEM, SEM, optical microscope, or the like. Furthermore, it is also possible to perform image analysis of the micrograph on a computer to determine the maximum length a and the minimum length b. In either case, it is preferable to use 20 or more flat magnetic metal particles as targets. Further, it is preferable to obtain the information for as many flat magnetic metal particles as possible because average information can be obtained. Furthermore, if it is not possible to observe 20 or more flat magnetic metal particles, it is preferable to observe as many flat magnetic metal particles as possible and use the average value for them. At this time, it is preferable to obtain the average value as much as possible, so the flat magnetic metal particles are uniformly dispersed (the flat magnetic metal particles with different maximum and minimum lengths are dispersed as randomly as possible). ), observation or image analysis is preferably performed. For example, a plurality of flat magnetic metal particles are sufficiently mixed and pasted on the tape, or a plurality of flat magnetic metal particles are dropped from above and then lowered and pasted on the tape. It is preferable to perform observation or image analysis by.

ただし、扁平磁性金属粒子によっては、上記の方法で最大長さa、最小長さbを求めた場合、本質を捉えていない求め方になる場合もある。図4は、第1の実施の形態の磁性楔において、扁平磁性金属粒子の扁平面内の最大長さ、最小長さの他の一例における求め方を説明するための概念図である。例えば、図4の様な場合においては、扁平磁性金属粒子が細長く湾曲した状態になっているが、この場合は、本質的には、扁平磁性金属粒子の最大長さ、最小長さは図4に示したa、bの長さである。このように、最大長さa、bの求め方としては完全に一義的に決められる訳ではなく、基本的には「扁平面に外接する長方形の中で最も面積の小さな長方形を考えて、その長方形の長辺の長さを最大長さa、短辺の長さを最小長さbとする」方法で問題ないが、粒子の形状に応じて、この方法では本質を捉えない場合は、臨機応変に、本質を捉える最大長さa、最小長さbとして求める。厚さtは、扁平面に垂直方向の長さで定義される。厚さに対する扁平面内の平均長さの比Aは、最大長さa、最小長さb、厚さtを用いて、A=((a+b)/2)/tで定義される。 However, depending on the flat magnetic metal particles, when the maximum length a and the minimum length b are determined by the above method, the determination method may not capture the essence. FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining another example of how to obtain the maximum length and minimum length in the flat plane of the flat magnetic metal particles in the magnetic wedge of the first embodiment. For example, in the case shown in FIG. 4, the flat magnetic metal particles are in an elongated and curved state, but in this case, essentially, the maximum and minimum lengths of the flat magnetic metal particles are as shown in FIG. These are the lengths of a and b shown in . In this way, the maximum lengths a and b cannot be determined completely uniquely, but basically, ``consider the rectangle with the smallest area among the rectangles circumscribing the flat plane, There is no problem with this method, where the length of the long side of the rectangle is the maximum length a, and the length of the short side is the minimum length b, but depending on the shape of the particle, if this method does not capture the essence, it may be necessary to Depending on the situation, determine the maximum length a and minimum length b that capture the essence. The thickness t is defined as the length in the direction perpendicular to the flat surface. The ratio A of the average length in the flat plane to the thickness is defined as A=((a+b)/2)/t using maximum length a, minimum length b, and thickness t.

扁平磁性金属粒子の厚さに対する扁平面内の平均長さの比の平均値は、5以上10000以下が好ましい。これによって透磁率が大きくなるためである。また、強磁性共鳴周波数を高くできるため、強磁性共鳴損失を小さくできるためである。 The average value of the ratio of the average length in the flat plane to the thickness of the flat magnetic metal particles is preferably 5 or more and 10,000 or less. This is because the magnetic permeability increases. Furthermore, since the ferromagnetic resonance frequency can be increased, the ferromagnetic resonance loss can be reduced.

厚さに対する扁平面内の平均長さの比は、平均値を採用する。好ましくは、20個以上の扁平磁性金属粒子に対して平均した値を採用することが好ましい。また、できるだけ多くの扁平磁性金属粒子を対象として求めることが平均的な情報を取得できるため、好ましい。また、20個以上の扁平磁性金属粒子を観察することが出来ない場合は、できる限り多くの扁平磁性金属粒子を観察し、それらに対して平均した値を採用することが好ましい。なお、たとえば、粒子Pa、粒子Pb、粒子Pcがあり、それぞれの厚さTa、Tb、Tc、扁平面内の平均長さLa、Lb、Lcという場合に、平均厚さは(Ta+Tb+Tc)/3で計算され、厚さに対する扁平面内の平均長さの比の平均値は(La/Ta+Lb/Tb+Lc/Tc)/3で計算される。 The average value is adopted as the ratio of the average length in the flat plane to the thickness. Preferably, the average value for 20 or more flat magnetic metal particles is used. Further, it is preferable to obtain the information for as many flat magnetic metal particles as possible because average information can be obtained. Furthermore, if it is not possible to observe 20 or more flat magnetic metal particles, it is preferable to observe as many flat magnetic metal particles as possible and use the average value for them. For example, if there are particles Pa, Pb, and Pc, and their thicknesses are Ta, Tb, and Tc, and their average lengths in the flat plane are La, Lb, and Lc, the average thickness is (Ta+Tb+Tc)/3. The average value of the ratio of the average length in the flat plane to the thickness is calculated as (La/Ta+Lb/Tb+Lc/Tc)/3.

扁平磁性金属粒子は、扁平面内において方向による保磁力差を有することが好ましい。方向による保磁力差の割合は大きければ大きいほど好ましく、1%以上であることが好ましい。より好ましくは、保磁力差の割合が10%以上、更に好ましくは保磁力差の割合が50%以上、更に好ましくは保磁力差の割合が100%以上である。ここでいう保磁力差の割合とは、扁平面内において、最大となる保磁力Hc(max)と最小となる保磁力Hc(min)を用いて、(Hc(max)-Hc(min))/Hc(min)×100(%)で定義される。なお、保磁力は、振動試料型磁力計(VSM:Vibrating Sample Magnetometer)等を用いて評価できる。保磁力が低い場合は、低磁界ユニットを用いることによって、0.1Oe以下の保磁力も測定することができる。測定磁界の方向に対して、扁平面内の方向を変えて測定を行う。 It is preferable that the flat magnetic metal particles have a coercive force difference depending on the direction within the flat plane. The ratio of the coercive force difference depending on the direction is preferably as large as possible, and is preferably 1% or more. More preferably, the ratio of the coercive force difference is 10% or more, still more preferably the ratio of the coercive force difference is 50% or more, and still more preferably the ratio of the coercive force difference is 100% or more. The ratio of coercive force difference here means (Hc (max) - Hc (min)) using the maximum coercive force Hc (max) and the minimum coercive force Hc (min) in the flat plane. /Hc (min) x 100 (%). Note that the coercive force can be evaluated using a vibrating sample magnetometer (VSM) or the like. If the coercive force is low, by using a low magnetic field unit, it is possible to measure coercive forces of 0.1 Oe or less. Measurement is performed by changing the direction within the flat plane with respect to the direction of the measurement magnetic field.

なお、「保磁力差を有する」というのは、扁平面内の360度方向に磁界を印加して保磁力を測定した際に、保磁力が最大になる方向と、保磁力が最小になる方向とが存在する、ことを表している。例えば、扁平面内の360度の角度に対して、22.5度おきに方向を変えて保磁力を測定した際に、保磁力差が表れる、すなわち保磁力がより大きくなる角度と、保磁力がより小さくなる角度があらわれる場合、「保磁力差を有する」ものとする。図5は、第1の実施の形態の磁性楔において、扁平磁性金属粒子の扁平面内の360度の角度に対して、22.5度おきに方向を変えて保磁力を測定した際の方向を示す模式図である。なお、図5においては、扁平磁性金属粒子の扁平面を、上から見たものとして、図示をおこなっている。扁平面内において保磁力差を有することによって、保磁力差がほとんどない等方性の場合に比べて、最小となる保磁力値が小さくなり好ましい。扁平面内で磁気異方性を有する材料においては、扁平面内の方向によって保磁力に差を有し、磁気的に等方性の材料に比べて、最小となる保磁力値が小さくなる。これによってヒステリシス損失は低減し、透磁率は向上し、好ましい。図5では、扁平磁性金属粒子10及び扁平面6が示されている。 Note that "having a coercive force difference" means the direction in which the coercive force is maximum and the direction in which the coercive force is minimum when measuring the coercive force by applying a magnetic field in 360 degrees in a flat plane. It means that there exists. For example, when measuring the coercive force by changing the direction every 22.5 degrees for a 360 degree angle in a flat plane, a difference in coercive force will appear, that is, the angle at which the coercive force is larger and the coercive force If an angle at which the is smaller appears, it is said that there is a coercive force difference. FIG. 5 shows the direction in which the coercive force was measured by changing the direction every 22.5 degrees with respect to the 360 degree angle within the flat plane of the flat magnetic metal particles in the magnetic wedge of the first embodiment. FIG. In addition, in FIG. 5, the flat surface of the flat magnetic metal particle is illustrated as seen from above. By having a coercive force difference within the flat plane, the minimum coercive force value is smaller than in an isotropic case where there is almost no coercive force difference, which is preferable. In a material that has magnetic anisotropy within the flat plane, the coercive force differs depending on the direction within the flat plane, and the minimum coercive force value is smaller than that of a magnetically isotropic material. This reduces hysteresis loss and improves magnetic permeability, which is preferable. In FIG. 5, flat magnetic metal particles 10 and flat surfaces 6 are shown.

また、扁平磁性金属粒子は、Fe、Co及びNiからなる群から選ばれる少なくとも1つの第1の元素を含む磁性金属相を有する。なお、扁平磁性金属粒子は、Fe、Coを含み、Coの量はFeとCoの合計量に対して10原子%以上60原子%以下であることが好ましく、10原子%以上40原子%以下含まれることが更に好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上記の磁気特性が向上するため好ましい。また、Fe-Co系は高飽和磁化を実現し易いため好ましい。更にFeとCoの組成範囲が上記の範囲に入る事によって、より高い飽和磁化が実現出来好ましい。また、扁平磁性金属粒子と付着金属の組成は同等である方が、熱的安定性や、強度、硬度などの機械的特性が向上し易く好ましい。 Further, the flat magnetic metal particles have a magnetic metal phase containing at least one first element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni. The flat magnetic metal particles contain Fe and Co, and the amount of Co is preferably 10 at% or more and 60 at% or less, and 10 at% or more and 40 at% or less based on the total amount of Fe and Co. It is more preferable that the This is preferable because a suitably large magnetic anisotropy can easily be imparted and the above-mentioned magnetic properties can be improved. Further, Fe--Co based materials are preferable because they can easily achieve high saturation magnetization. Furthermore, it is preferable that the composition range of Fe and Co falls within the above range, since higher saturation magnetization can be achieved. Further, it is preferable that the flat magnetic metal particles and the deposited metal have the same composition because thermal stability and mechanical properties such as strength and hardness are easily improved.

元素は、EDX(Energy Dispersive X-ray spectroscopy:エネルギー分散型X線分析)やICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合プラズマ)発光分光分析等によって簡単に分析可能である。 The elements can be easily analyzed using EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy) or ICP (Inductively Coupled Plasma) optical emission spectroscopy.

扁平磁性金属粒子は、Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも1つの非磁性金属を含む事が好ましい。これによって、扁平磁性金属粒子の熱的安定性や耐酸化性を高める事が出来る。中でも、Al、Siは、扁平磁性金属粒子の主成分であるFe、Co、Niと固溶し易く、熱的安定性や耐酸化性の向上に寄与するために特に好ましい。 The flat magnetic metal particles include Mg, Al, Si, Ca, Zr, Ti, Hf, Zn, Mn, Ba, Sr, Cr, Mo, Ag, Ga, Sc, V, Y, Nb, Pb, Cu, In, It is preferable that at least one nonmagnetic metal selected from the group consisting of Sn and rare earth elements is included. This makes it possible to improve the thermal stability and oxidation resistance of the flat magnetic metal particles. Among these, Al and Si are particularly preferable because they easily form a solid solution with Fe, Co, and Ni, which are the main components of the flat magnetic metal particles, and contribute to improving thermal stability and oxidation resistance.

尚、磁気異方性を誘起させるためには、扁平磁性金属粒子の結晶性を出来るだけ非晶質化させ、磁場や歪みによって面内一方向に磁気異方性を誘起させる方法もある。この場合においては、扁平磁性金属粒子を出来る限り非晶質化させやすい組成にすることが望ましい。このような観点においては、扁平磁性金属粒子に含まれる磁性金属が、B(ホウ素)、Si(シリコン)、Al(アルミニウム)、C(炭素)、Ti(チタン)、Zr(ジルコニウム)、Hf(ハフニウム)、Nb(ニオブ)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)、Cr(クロム)、Cu(銅)、W(タングステン)、P(リン)、N(窒素)、Ga(ガリウム)、Y(イットリウム)から選ばれる少なくとも1つの添加元素を含む事が好ましい。Fe、Co、Niからなる群から選ばれる少なくとも1つの第1の元素の原子半径との差が大きい添加元素が好ましい。また、Fe、Co、Niからなる群から選ばれる少なくとも1つの第1の元素と添加元素との混合エンタルピーが負に大きくなるような添加元素が好ましい。また、第1の元素と添加元素を含めて、合計3種類以上の元素からなる多元系であることが好ましい。また、B、Siなどの半金属の添加元素は、結晶化速度が遅く非晶質化しやすいため、系に混合すると有利である。以上の様な観点から、B、Si、P、Ti、Zr、Hf、Nb、Y、Cu等が好ましく、中でも添加元素がB、Si、Zr、Hf、Yのいずれか1つを含む事がより好ましい。例として、磁性金属相の第1の元素としてFeとCoを含み、添加元素としてSiとBを含む事が好ましい。また、前記添加元素の合計量が、前記第1の元素と前記添加元素の合計量に対していずれも0.001at%以上80at%以下含まれることが好ましい。より好ましくは、5at%以上80at%以下、更に好ましくは、10at%以上40at%以下である。尚、前記添加元素の合計量は多ければ多いほど、非晶質化が進行し、磁気的な異方性を付与し易くなるため好ましいが(すなわち、低損失、高透磁率の観点からは好ましいが)、一方で磁性金属相の割合が少なくなるため、飽和磁化が小さくなる、という点では好ましくない。以上の事から、高飽和磁化、低損失、高透磁率等、総合的に考えて、組成及び添加元素量を選定する事が重要である。 In order to induce magnetic anisotropy, there is also a method of making the crystallinity of the flat magnetic metal particles as amorphous as possible and inducing magnetic anisotropy in one direction in the plane using a magnetic field or strain. In this case, it is desirable to have a composition that makes it easy to make the flat magnetic metal particles as amorphous as possible. From this point of view, the magnetic metals contained in the flat magnetic metal particles include B (boron), Si (silicon), Al (aluminum), C (carbon), Ti (titanium), Zr (zirconium), Hf ( hafnium), Nb (niobium), Ta (tantalum), Mo (molybdenum), Cr (chromium), Cu (copper), W (tungsten), P (phosphorus), N (nitrogen), Ga (gallium), Y ( It is preferable that at least one additional element selected from yttrium is included. Preferably, the additive element has a large difference in atomic radius from the atomic radius of at least one first element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni. Further, it is preferable that the additive element has a negative mixing enthalpy with at least one first element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni. Furthermore, it is preferable that the element be a multi-element system consisting of three or more types of elements in total, including the first element and additional elements. Further, semimetal additive elements such as B and Si have a slow crystallization rate and are likely to become amorphous, so it is advantageous to mix them into the system. From the above viewpoints, B, Si, P, Ti, Zr, Hf, Nb, Y, Cu, etc. are preferable, and among them, it is preferable that the additive element contains any one of B, Si, Zr, Hf, Y. More preferred. For example, it is preferable that the first element of the magnetic metal phase contains Fe and Co, and the additional elements contain Si and B. Further, it is preferable that the total amount of the additive element is 0.001 at% or more and 80 at% or less with respect to the total amount of the first element and the additive element. More preferably, it is 5 at% or more and 80 at% or less, and still more preferably 10 at% or more and 40 at% or less. Incidentally, it is preferable that the total amount of the above-mentioned additive elements is larger, since it becomes more amorphous and easier to impart magnetic anisotropy (i.e., it is preferable from the viewpoint of low loss and high magnetic permeability). However, on the other hand, since the proportion of the magnetic metal phase decreases, the saturation magnetization decreases, which is not preferable. From the above, it is important to select the composition and amount of added elements by comprehensively considering high saturation magnetization, low loss, high magnetic permeability, etc.

扁平磁性金属粒子は、扁平磁性金属粒子の表面の少なくとも一部が、厚さ0.1nm以上1μm以下で、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)からなる群から選ばれる少なくとも1つの第2の元素を含む被覆層で覆われている事が好ましい。 It is preferable that at least a portion of the surface of the flat magnetic metal particles is covered with a coating layer having a thickness of 0.1 nm to 1 μm and containing at least one second element selected from the group consisting of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N) and fluorine (F).

図6は、第1の実施の形態の磁性楔における扁平磁性金属粒子の模式図である。被覆層9及び扁平磁性金属粒子10が示されている。 FIG. 6 is a schematic diagram of flat magnetic metal particles in the magnetic wedge of the first embodiment. A coating layer 9 and flat magnetic metal particles 10 are shown.

被覆層は、Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも1つの非磁性金属を含み、かつ、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)からなる群から選ばれる少なくとも1つの第2の元素を含むことがより好ましい。非磁性金属としては、Al、Siが熱的安定性の観点から特に好ましい。扁平磁性金属粒子がMg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも1つの非磁性金属を含む場合は、被覆層は、扁平磁性金属粒子の構成成分の1つである非磁性金属と同じ非磁性金属を少なくとも1つ含むことがより好ましい。酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)の中では、酸素(O)を含むことが好ましく、酸化物、複合酸化物であることが好ましい。以上は、被覆層形成の容易性、耐酸化性、熱的安定性の観点からである。以上によって、扁平磁性金属粒子と被覆層の密着性を向上出来、後述する磁性楔の熱的安定性及び耐酸化性を向上させることが可能となる。被覆層は、扁平磁性金属粒子の熱的安定性や耐酸化性を向上させるのみならず、扁平磁性金属粒子の電気抵抗を向上させることができる。電気抵抗を高くすることによって、渦電流損失を抑制し、透磁率の周波数特性を向上することが可能になる。このため、被覆層は電気的に高抵抗であることが好ましく、例えば1mΩ・cm以上の抵抗値を有することが好ましい。 The coating layer includes Mg, Al, Si, Ca, Zr, Ti, Hf, Zn, Mn, Ba, Sr, Cr, Mo, Ag, Ga, Sc, V, Y, Nb, Pb, Cu, In, Sn, Containing at least one non-magnetic metal selected from the group consisting of rare earth elements, and at least one second selected from the group consisting of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N) and fluorine (F) It is more preferable to include an element. As the non-magnetic metal, Al and Si are particularly preferable from the viewpoint of thermal stability. Flat magnetic metal particles include Mg, Al, Si, Ca, Zr, Ti, Hf, Zn, Mn, Ba, Sr, Cr, Mo, Ag, Ga, Sc, V, Y, Nb, Pb, Cu, In, Sn. , rare earth elements, the coating layer should include at least one nonmagnetic metal that is the same as the nonmagnetic metal that is one of the constituent components of the flat magnetic metal particles. is more preferable. Among oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N), and fluorine (F), it is preferable that oxygen (O) is included, and oxides and composite oxides are preferable. The above is from the viewpoints of ease of forming the coating layer, oxidation resistance, and thermal stability. With the above, it is possible to improve the adhesion between the flat magnetic metal particles and the coating layer, and it becomes possible to improve the thermal stability and oxidation resistance of the magnetic wedge, which will be described later. The coating layer can not only improve the thermal stability and oxidation resistance of the flat magnetic metal particles, but also improve the electrical resistance of the flat magnetic metal particles. By increasing the electrical resistance, it becomes possible to suppress eddy current loss and improve the frequency characteristics of magnetic permeability. For this reason, it is preferable that the coating layer has high electrical resistance, for example, a resistance value of 1 mΩ·cm or more.

また、被覆層の存在は、磁気的な観点からも好ましい。扁平磁性金属粒子は、扁平面のサイズに対して厚さのサイズが小さいため、疑似的な薄膜と見なすことができる。このとき、扁平磁性金属粒子の表面に被覆層を形成させて一体化させたものは、疑似的な積層薄膜構造と見なすことが出来、磁区構造がエネルギー的に安定化する。これによって、保磁力を低減させること(これによってヒステリシス損失が低減)が可能になり、好ましい。このとき、透磁率も大きくなり好ましい。このような観点においては、被覆層は非磁性であることがより好ましい(磁区構造が安定化しやすくなる)。 Further, the presence of the coating layer is also preferable from a magnetic viewpoint. Since the flat magnetic metal particles have a smaller thickness than the size of the flat surface, they can be regarded as a pseudo thin film. At this time, what is formed by forming a coating layer on the surface of the flat magnetic metal particles and integrating them can be regarded as a pseudo laminated thin film structure, and the magnetic domain structure becomes energetically stable. This makes it possible to reduce the coercive force (thereby reducing hysteresis loss), which is preferable. At this time, the magnetic permeability also increases, which is preferable. From this point of view, it is more preferable that the coating layer is nonmagnetic (the magnetic domain structure is more likely to be stabilized).

被覆層の厚みは、熱的安定性・耐酸化性・電気抵抗の観点からは、厚ければ厚い程好ましい。しかしながら、被覆層の厚さが厚くなりすぎると、飽和磁化が小さくなるため透磁率も小さくなり好ましくない。また、磁気的な観点からも、厚さが厚くなりすぎると、「磁区構造が安定化して低保磁力化・低損失化・高透磁率化する効果」は低減する。以上を考慮して、好ましい被覆層の厚さは、0.1nm以上1μm以下、より好ましくは0.1nm以上100m以下である。 The thickness of the coating layer is preferably as thick as possible from the viewpoints of thermal stability, oxidation resistance, and electrical resistance. However, if the thickness of the coating layer becomes too thick, the saturation magnetization becomes small and the magnetic permeability also becomes small, which is not preferable. Also, from a magnetic point of view, if the thickness becomes too thick, the "effects of stabilizing the magnetic domain structure and lowering the coercive force, lowering the loss, and increasing the magnetic permeability" will be reduced. Considering the above, the thickness of the coating layer is preferably 0.1 nm or more and 1 μm or less, more preferably 0.1 nm or more and 100 m or less.

図7は、本実施の形態の磁性楔の模式図である。磁性楔は図7のように、単純な直方体形状(断面が長方形型)だけでなく、断面が台形型や六角形型や凸型など様々な形状のものが考えられる。ここで、どのような形状であれ、互いに直交又は垂直に交差する3軸方向を、幅方向、厚さ方向、長手方向と定義する。磁性楔の長手方向とは、磁性楔の長さが長い方向である。磁性楔の厚さ方向及び幅方向とは、磁性楔の長手方向に直交する方向である。また、磁性楔の厚さ方向と幅方向は、後述する扁平磁性金属粒子の配向状態から区別することができる。 FIG. 7 is a schematic diagram of the magnetic wedge of this embodiment. As shown in FIG. 7, the magnetic wedge is not limited to a simple rectangular parallelepiped shape (with a rectangular cross section), but can also have various shapes such as a trapezoidal, hexagonal, or convex cross section. Here, regardless of the shape, three axial directions that are orthogonal or perpendicular to each other are defined as the width direction, the thickness direction, and the longitudinal direction. The longitudinal direction of the magnetic wedge is the direction in which the length of the magnetic wedge is longer. The thickness direction and the width direction of the magnetic wedge are directions perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic wedge. Further, the thickness direction and the width direction of the magnetic wedge can be distinguished from the orientation state of the flat magnetic metal particles, which will be described later.

磁性楔は、回転子と固定子の間のギャップ面に近付けて配置すればするほど効果(回転電機の効率向上効果)を発揮するため、その観点からは、長方形型よりも、台形型、凸型、六角形型の方が好ましい。また、「磁束を磁性楔側に引き込みやすい(これによって回転電機の効率は向上しやすい)形状」という観点からは、六角形型よりも台形型、凸型の方が好ましい。一方で、製造のし易さや、材料としての信頼性(機械特性、熱特性)の高さ、という観点からは、長方形型が最も好ましく、次いで、台形型、六角形型、が好ましい。その意味で、台形型は、回転子と固定子の間のギャップ面に近付けて配置し易く、また、台形型の形状によって磁束を磁性楔側に引き込みやすく、更には、製造し易く、材料としての信頼性(機械特性、熱特性)を高くしやすいため、非常に好ましい。 The closer the magnetic wedge is placed to the gap surface between the rotor and stator, the more effective it is (improving the efficiency of rotating electric machines). A hexagonal shape is preferable. Further, from the viewpoint of "a shape that makes it easy to draw magnetic flux into the magnetic wedge side (which makes it easy to improve the efficiency of the rotating electric machine)", trapezoidal and convex shapes are more preferable than hexagonal shapes. On the other hand, from the viewpoint of ease of manufacture and high reliability as a material (mechanical properties, thermal properties), a rectangular shape is most preferred, followed by a trapezoidal shape and a hexagonal shape. In this sense, the trapezoidal shape is easy to place close to the gap surface between the rotor and stator, and the trapezoidal shape makes it easy to draw magnetic flux into the magnetic wedge. It is very preferable because it is easy to increase the reliability (mechanical properties, thermal properties).

図8は、本実施の形態の磁性楔の模式図である。図8(a)は断面が長方形型、図8(b)は断面が台形型、図8(c)は断面が六角形型、図8(d)は断面が凸型の場合の複数の扁平磁性金属粒子の配向例を示してある。いずれも、幅方向の中心部においては、前記複数の扁平磁性金属粒子の扁平面が前記幅方向の輪郭線に沿って配向している。この時、回転方向の中心部における、回転方向(幅方向)に対する扁平磁性金属粒子の配向角度の平均は20度以下が好ましく、より好ましくは1度以上20度以下である事が好ましく、更に好ましくは1度以上10度以下である。また、前記幅方向の端部において前記扁平面が厚さ方向の輪郭線に沿って配向している。この時、前記幅方向の前記端部における前記厚さ方向の輪郭線に対する前記複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均は60度以下が好ましく、より好ましくは1度以上60度以下である事が好ましく、更に好ましくは1度以上45度以下、更に好ましくは1度以上30度以下、更に好ましくは1度以上20度以下、更に好ましくは1度以上10度以下である。なお、中心部とは、磁性楔の幅方向における中心線において、幅方向と厚さ方向を含む断面の中心線を含み、「扁平磁性金属粒子の平均長さ分」の範囲の領域を指す。また、端部とは、磁性楔の幅方向における端、すなわち、厚さ方向の輪郭線から、「扁平磁性金属粒子の平均長さ分」の範囲の領域を指す。なお、より好ましい中心部と端部の定義としては、次の通りである。中心部とは、磁性楔の幅方向における中心線において、幅方向と厚さ方向を含む断面の中心線を含み、「扁平磁性金属粒子の平均長さの半分の長さ」の範囲の領域を指す。また、端部とは、磁性楔の幅方向における端、すなわち、厚さ方向の輪郭線から、「扁平磁性金属粒子の平均長さの半分の長さ」の範囲の領域を指す。 FIG. 8 is a schematic diagram of the magnetic wedge of this embodiment. 8(a) shows a rectangular cross section, FIG. 8(b) shows a trapezoidal cross section, FIG. 8(c) shows a hexagonal cross section, and FIG. 8(d) shows multiple flat shapes with a convex cross section. An example of orientation of magnetic metal particles is shown. In either case, the flat surfaces of the plurality of flat magnetic metal particles are oriented along the contour line in the width direction at the center in the width direction. At this time, the average orientation angle of the flat magnetic metal particles with respect to the rotation direction (width direction) at the center of the rotation direction is preferably 20 degrees or less, more preferably 1 degree or more and 20 degrees or less, and even more preferably is 1 degree or more and 10 degrees or less. Moreover, the flat surface is oriented along the contour line in the thickness direction at the end portion in the width direction. At this time, the average orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles with respect to the contour line in the thickness direction at the end in the width direction is preferably 60 degrees or less, more preferably 1 degree or more and 60 degrees or less. is preferable, more preferably 1 degree or more and 45 degrees or less, still more preferably 1 degree or more and 30 degrees or less, still more preferably 1 degree or more and 20 degrees or less, even more preferably 1 degree or more and 10 degrees or less. Note that the center refers to a region in the widthwise centerline of the magnetic wedge, including the centerline of the cross section including the width direction and the thickness direction, and within the range of "the average length of the flat magnetic metal particles." In addition, the end portion refers to the end in the width direction of the magnetic wedge, that is, the area within the range of "the average length of the flat magnetic metal particles" from the contour line in the thickness direction. In addition, more preferable definitions of the center portion and the end portions are as follows. The center refers to an area in the width direction of the magnetic wedge, including the center line of the cross section including the width direction and the thickness direction, and having a range of "half the average length of the flat magnetic metal particles". Point. Further, the end portion refers to the end in the width direction of the magnetic wedge, that is, a region within a range of "half the average length of the flat magnetic metal particles" from the contour line in the thickness direction.

図9は、本実施の形態の磁性楔の模式図である。図9(a)は断面が台形型、図9(b)は断面が六角形型、図9(c)は断面が凸型の場合の複数の扁平磁性金属粒子の配向例を示している。図9は図8とは別の配向例を示しているが、いずれも好ましい。図9では、幅方向の中心部における配向性は図8と同等であるが、幅方向の端部における配向性が図8と異なる。図9に示した実施形態では、幅方向の端部において、幅方向に対する扁平磁性金属粒子の配向角度が30度以上90度以下である事が好ましく、より好ましくは、45度以上90度以下、更に好ましくは60度以上90度以下である。扁平磁性金属粒子が図8や図9のような配向性を有することで、高透磁率、低損失などの磁気特性が向上し、回転電機の効率が大きく向上するとともに、磁性楔の強度が向上する等の優れた機械特性を実現できる。また、中心部では扁平磁性金属粒子の扁平面が前記幅方向の輪郭線に沿って配向し、端部では前記扁平面が厚さ方向の輪郭線に沿って配向する事によって、磁気特性および機械特性を3次元的に平均化させ、x方向、y方向、z方向の全ての方向において優れた磁気特性および機械特性を実現する事が可能である。 Figure 9 is a schematic diagram of the magnetic wedge of this embodiment. Figure 9 (a) shows an example of the orientation of multiple flat magnetic metal particles when the cross section is trapezoidal, Figure 9 (b) shows a hexagonal cross section, and Figure 9 (c) shows a convex cross section. Figure 9 shows an example of an orientation different from that of Figure 8, but all of them are preferable. In Figure 9, the orientation at the center in the width direction is the same as that of Figure 8, but the orientation at the end in the width direction is different from that of Figure 8. In the embodiment shown in Figure 9, at the end in the width direction, the orientation angle of the flat magnetic metal particles with respect to the width direction is preferably 30 degrees or more and 90 degrees or less, more preferably 45 degrees or more and 90 degrees or less, and even more preferably 60 degrees or more and 90 degrees or less. When the flat magnetic metal particles have an orientation as shown in Figures 8 and 9, magnetic properties such as high magnetic permeability and low loss are improved, the efficiency of the rotating electric machine is greatly improved, and excellent mechanical properties such as improved strength of the magnetic wedge can be realized. In addition, in the center, the flat surfaces of the flat magnetic metal particles are oriented along the contour line in the width direction, and at the ends, the flat surfaces are oriented along the contour line in the thickness direction, making it possible to average the magnetic and mechanical properties three-dimensionally and achieve excellent magnetic and mechanical properties in all directions, the x, y, and z directions.

図10は、本実施の形態の磁性楔の模式図である。図10では、図8(a)の磁性楔を例にとって配置した模式図を示してあるが、あくまで一例であり、図8(b)、(c)、(d)、図9(a)、(b)、(c)の様な形態でも構わない。図10に示した磁性楔は、回転子に対して径方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたラジアルギャップ型の回転電機に対して用いられる磁性楔である。ラジアルギャップ型の回転電機の磁性楔の場合、磁性楔の長手方向は回転電機の軸方向であり、磁性楔の幅方向は回転電機の回転方向であり、磁性楔の厚さ方向は回転電機の径方向である。磁性楔の回転方向の中心部において扁平磁性金属粒子の扁平面が回転方向および軸方向に配向している。この時、回転方向の中心部における、回転方向(幅方向)に対する扁平磁性金属粒子の配向角度は20度以下が好ましく、より好ましくは1度以上20度以下である事が好ましく、より好ましくは1度以上10度以下である。また、回転方向の端部においては、前記扁平面が径方向および軸方向に配向している。この時、回転方向の端部における、回転方向(幅方向)に対する扁平磁性金属粒子の配向角度が30度以上90度以下である事が好ましく、より好ましくは、45度以上90度以下、更に好ましくは60度以上90度以下である。なお、中心部とは、磁性楔の回転方向における中心線において、幅方向と厚さ方向を含む断面又は長手方向に垂直な断面の中心線を含み、「扁平磁性金属粒子の平均長さ分」の範囲の領域を指す。また、端部とは、磁性楔の回転方向における端から、「扁平磁性金属粒子の平均長さ分」の範囲の領域を指す。中心部と端部の間の範囲の領域は、「中間部」である。なお、より好ましい中心部と端部の定義としては、次の通りである。中心部とは、磁性楔の幅方向における中心線において、幅方向と厚さ方向を含む断面の中心線を含み、「扁平磁性金属粒子の平均長さの半分の長さ」の範囲の領域を指す。また、端部とは、磁性楔の幅方向における端、すなわち、厚さ方向の輪郭線から、「扁平磁性金属粒子の平均長さの半分の長さ」の範囲の領域を指す。 FIG. 10 is a schematic diagram of the magnetic wedge of this embodiment. Although FIG. 10 shows a schematic diagram of the arrangement of the magnetic wedges shown in FIG. 8(a), this is just an example, and FIGS. 8(b), (c), (d), FIG. Forms such as (b) and (c) may also be used. The magnetic wedge shown in FIG. 10 is a magnetic wedge used for a radial gap type rotating electrical machine in which a stator is disposed facing a rotor at a predetermined distance in the radial direction. In the case of a magnetic wedge for a radial gap type rotating electrical machine, the longitudinal direction of the magnetic wedge is the axial direction of the rotating electrical machine, the width direction of the magnetic wedge is the rotating direction of the rotating electrical machine, and the thickness direction of the magnetic wedge is the direction of the rotating electrical machine. It is radial. At the center of the magnetic wedge in the rotation direction, the flat surfaces of the flat magnetic metal particles are oriented in the rotation direction and the axial direction. At this time, the orientation angle of the flat magnetic metal particles with respect to the rotation direction (width direction) at the center of the rotation direction is preferably 20 degrees or less, more preferably 1 degree or more and 20 degrees or less, and more preferably 1 degree or less. The temperature is at least 10 degrees. Further, at the end portion in the rotational direction, the flat surface is oriented in the radial direction and the axial direction. At this time, the orientation angle of the flat magnetic metal particles with respect to the rotation direction (width direction) at the end in the rotation direction is preferably 30 degrees or more and 90 degrees or less, more preferably 45 degrees or more and 90 degrees or less, and even more preferably is 60 degrees or more and 90 degrees or less. The center includes the center line of the magnetic wedge in the rotation direction, including the center line of a cross section including the width direction and thickness direction, or the center line of a cross section perpendicular to the longitudinal direction, and refers to the "average length of the flat magnetic metal particles." Refers to the area within the range of . Further, the end portion refers to a region within a range of "the average length of the flat magnetic metal particles" from the end in the rotation direction of the magnetic wedge. The area ranging between the center and the edges is the "intermediate". In addition, more preferable definitions of the center portion and the end portions are as follows. The center refers to an area in the width direction of the magnetic wedge, including the center line of the cross section including the width direction and the thickness direction, and having a range of "half the average length of the flat magnetic metal particles". Point. Further, the end portion refers to the end in the width direction of the magnetic wedge, that is, a region within a range of "half the average length of the flat magnetic metal particles" from the contour line in the thickness direction.

扁平磁性金属粒子の配向角度は次の様にして算出する。まず、対象となる磁性楔が回転電機内に設けられている場合は、対象となる磁性楔を当該回転電機の内部から取り出す。ここで当該回転電機の回転方向が、対象となる磁性楔の幅方向となる。次に、対象となる磁性楔の外寸を測定する。これにより、当該磁性楔の長手方向(磁性楔の長さがもっとも長い方向)を決定する。例えば対象となる磁性楔の形状が略直方体状の形状を有する場合には、当概略直方体状の形状の最も長い辺に沿う方向を、対象となる磁性楔の長手方向と決定する。次に、対象となる磁性楔の長手方向に垂直な断面を決定する。かかる断面については、対象となる磁性楔の端面を用いることを避ける。かかる断面については、対象となる磁性楔の長手方向の長さの10分の1以上の長さを有するように、対象となる磁性楔の長手方向に垂直に、対象となる磁性楔を切断する。 The orientation angle of the flat magnetic metal particles is calculated as follows. First, if the target magnetic wedge is provided inside the rotating electrical machine, the target magnetic wedge is taken out from inside the rotating electrical machine. Here, the rotational direction of the rotating electrical machine is the width direction of the target magnetic wedge. Next, the outer dimensions of the target magnetic wedge are measured. This determines the longitudinal direction of the magnetic wedge (the direction in which the magnetic wedge is longest). For example, when the target magnetic wedge has a substantially rectangular parallelepiped shape, the direction along the longest side of the roughly rectangular parallelepiped shape is determined as the longitudinal direction of the target magnetic wedge. Next, a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic wedge to be considered is determined. For such a cross-section, avoid using the end face of the target magnetic wedge. For such a cross section, the target magnetic wedge is cut perpendicular to the longitudinal direction of the target magnetic wedge so that the length is at least one-tenth of the length of the target magnetic wedge in the longitudinal direction. .

切断により形成された断面は、幅方向と厚さ方向を含む断面又は長手方向に垂直な断面である。次に、切断により形成された断面の中心線を求める。切断により形成された断面の中心線としては、例えば、その断面の幾何中心を含む直線を用いる。次に、対象となる磁性楔において、切断により形成された断面を、光学顕微鏡又はSEM又はTEMを用いて観察する。次に、切断により形成された断面で観察されたそれぞれの扁平磁性金属粒子について、それぞれの扁平磁性金属粒子に外接する長方形の中で最も面積の小さな長方形を考え、その長方形の長辺方向が、対象となる磁性楔が設けられていた回転電機の回転方向を基準としてなす角度を、その扁平磁性金属粒子の配向角度と定義する。なお、配向角度は、回転方向と扁平磁性金属粒子の扁平面がなす角度で正負の区別はしない。図11には、この方法により求めた扁平磁性金属粒子の配向角度の2,3の例を示してある。観察範囲の領域内に、1つの扁平磁性金属粒子が完全に含まれていなくても(領域からはみ出ていて一部が中間部に入っていても評価する)、その粒子の配向角度を評価する。ただし、扁平磁性金属粒子の中には、観察時に粒子の輪郭が不明瞭で評価が難しい粒子も含まれることもある。つまり、画像解析で粒子の輪郭を明確に特定できない場合があり、そのような場合は観察対象から外す。この様にして観察範囲の領域内に含まれる全ての扁平磁性金属粒子の配向角度を求め、その平均値を中心部の扁平磁性金属粒子や端部に含まれる扁平磁性金属粒子の配向角度として採用する。また、観察する断面は、複数の断面、例えば3つの断面以上で評価を行い、その平均値を採用する。中心部、端部については、図10に示してある。図10では、扁平磁性金属粒子10、介在相20、磁性楔100が示されている。また、配向角度に関しては、図11に例として、0度の場合、45度の場合、90度の場合を示してある。
なお、対象となる磁性楔が回転電機内に設けられていなかった場合には、長手方向に垂直な断面において、配向角度の平均が最も小さくなる中心部を探し出し、その中心部の中心線と垂直な方向を、幅方向(回転方向)とする。具体的には、長手方向に垂直な面内において、幅方向(回転方向)をいったん仮決めする。次に、仮決めした幅方向(回転方向)に対して、中心部を求め、中心部における扁平磁性金属粒子の配向角度を求める。この時、配向角度は、磁性金属粒子に外接する長方形の中で最も面積の小さな長方形を考え、その長方形の長辺方向が、「仮決めした幅方向(回転方向)」に対してなす角度として定義する。次に、長手方向に垂直な断面内において、幅方向(回転方向)を変化させ、同様の手順で、中心部における配向角度を求める。このとき、回転電機内に設ける事を想定して、現実的な配置となるように変化させる。その後、中心部における配向角度が最も小さい時の「仮決めした幅方向(回転方向)」を「正式な幅方向(回転方向)」として決定する。
The cross section formed by cutting is a cross section including the width direction and the thickness direction, or a cross section perpendicular to the longitudinal direction. Next, the center line of the cross section formed by cutting is determined. As the center line of the cross section formed by cutting, for example, a straight line including the geometric center of the cross section is used. Next, a cross section of the target magnetic wedge formed by cutting is observed using an optical microscope, SEM, or TEM. Next, for each flat magnetic metal particle observed in the cross section formed by cutting, consider the rectangle with the smallest area among the rectangles circumscribing each flat magnetic metal particle, and the long side direction of the rectangle is The angle formed with reference to the rotational direction of the rotating electric machine in which the target magnetic wedge was provided is defined as the orientation angle of the flat magnetic metal particles. Note that the orientation angle is an angle formed between the rotation direction and the flat surface of the flat magnetic metal particles, and is not distinguished as positive or negative. FIG. 11 shows a few examples of orientation angles of flat magnetic metal particles determined by this method. Even if one flat magnetic metal particle is not completely contained within the observation range (even if it protrudes from the area and part of it is in the middle, it will be evaluated), the orientation angle of that particle will be evaluated. . However, flat magnetic metal particles may include particles whose contours are unclear during observation and are difficult to evaluate. In other words, there are cases where the outline of a particle cannot be clearly identified through image analysis, and in such cases it is removed from the observation target. In this way, the orientation angles of all the flat magnetic metal particles included in the observation range are determined, and the average value is adopted as the orientation angle of the flat magnetic metal particles in the center and the flat magnetic metal particles included in the edges. do. Further, the cross section to be observed is evaluated using a plurality of cross sections, for example, three or more cross sections, and the average value thereof is adopted. The center and end portions are shown in FIG. In FIG. 10, flat magnetic metal particles 10, intervening phases 20, and magnetic wedges 100 are shown. Regarding the orientation angle, FIG. 11 shows examples of 0 degrees, 45 degrees, and 90 degrees.
If the target magnetic wedge is not installed in the rotating electrical machine, find the center where the average orientation angle is the smallest in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, and The direction is defined as the width direction (rotation direction). Specifically, the width direction (rotation direction) is temporarily determined in a plane perpendicular to the longitudinal direction. Next, the center is determined with respect to the tentatively determined width direction (rotation direction), and the orientation angle of the flat magnetic metal particles at the center is determined. At this time, the orientation angle is determined by considering the rectangle with the smallest area among the rectangles circumscribing the magnetic metal particles, and the angle that the long side of the rectangle makes with the "temporarily determined width direction (rotation direction)". Define. Next, in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, the width direction (rotation direction) is changed and the orientation angle at the center is determined in the same manner. At this time, assuming that it will be installed inside a rotating electric machine, the arrangement will be changed so as to be realistic. Thereafter, the "temporarily determined width direction (rotation direction)" when the orientation angle at the center is the smallest is determined as the "official width direction (rotation direction)".

配向角度は、中心部及び端部のそれぞれの領域に含まれる複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均値で表す。図12に、本実施の形態の磁性楔の断面写真例を示す。図12の磁性楔では断面が台形型であり、中心部での配向角度は約4度、端部での配向度は厚さ方向の輪郭線に対して約37度である事が分かった。また、図13に、本実施の形態の磁性楔の断面写真例を示す。図13の磁性楔では、断面が長方形型であり、中心部での配向角度は約5度、端部での配向度は約33度である事が分かった。扁平磁性金属粒子がこのような配向性を有することで、高透磁率、低損失などの磁気特性が向上し、回転電機の効率が大きく向上するとともに、磁性楔の強度が向上する等の優れた機械特性を実現できる。
なお、扁平磁性金属粒子の配向に関しては、個数割合で議論する事もできる。この場合、中心部及び端部のそれぞれの領域に含まれる扁平磁性金属粒子の総数に対して、配向している扁平磁性金属粒子の数が10%以上である事が好ましく、より好ましくは50%以上であり、更に好ましくは80%以上である。扁平磁性金属粒子がこのような配向性を有することで、高透磁率、低損失などの磁気特性が向上し、回転電機の効率が大きく向上するとともに、磁性楔の強度が向上する等の優れた機械特性を実現できる。
The orientation angle is expressed as an average value of the orientation angles of a plurality of flat magnetic metal particles included in each of the center and end regions. FIG. 12 shows an example of a cross-sectional photograph of the magnetic wedge of this embodiment. It was found that the magnetic wedge shown in FIG. 12 had a trapezoidal cross section, the orientation angle at the center was about 4 degrees, and the degree of orientation at the ends was about 37 degrees with respect to the contour line in the thickness direction. Further, FIG. 13 shows an example of a cross-sectional photograph of the magnetic wedge of this embodiment. The magnetic wedge shown in FIG. 13 had a rectangular cross section, and it was found that the orientation angle at the center was about 5 degrees and the degree of orientation at the ends was about 33 degrees. When flat magnetic metal particles have such orientation, magnetic properties such as high magnetic permeability and low loss are improved, and the efficiency of rotating electric machines is greatly improved. At the same time, it has excellent properties such as improving the strength of magnetic wedges. Mechanical properties can be achieved.
Note that the orientation of flat magnetic metal particles can also be discussed in terms of number ratio. In this case, the number of oriented flat magnetic metal particles is preferably 10% or more, more preferably 50% of the total number of flat magnetic metal particles included in each of the center and end regions. or more, and more preferably 80% or more. When flat magnetic metal particles have such orientation, magnetic properties such as high magnetic permeability and low loss are improved, and the efficiency of rotating electric machines is greatly improved. At the same time, it has excellent properties such as improving the strength of magnetic wedges. Mechanical properties can be achieved.

図14に、本実施の形態の磁性楔(実施例1)を、既存の磁性楔(比較例1~4)と比較した模式図を示す。比較例1は球状の磁性金属粒子が分散した磁性楔、比較例2は扁平磁性金属粒子がy方向に積層配向した磁性楔、比較例3は扁平磁性金属粒子がz方向に積層配向した磁性楔、比較例4は扁平磁性金属粒子がx方向に積層配向した磁性楔である。詳細な比較は後述するが、実施例1においては、中心部では扁平磁性金属粒子をz方向に積層配向させ、端部では扁平磁性金属粒子をx方向に積層配向させる事によって、磁気特性および機械特性を3次元的に平均化させ、x方向、y方向、z方向の全ての方向において優れた特性を実現する事が可能である。これは、比較例1~4いずれにおいても実現できない特性である。なお、比較例2~4では、いずれかの方向にのみ磁性粒子が積層しているため、磁気特性と機械特性が特定の方向に優れるように特化させているため、実施例1のようなx方向、y方向、z方向の全ての方向にたいして優れた特性を持たせることができない。なお、ラジアルギャップ型回転電機の一例の模式図は、図17に示している。 FIG. 14 shows a schematic diagram comparing the magnetic wedge of this embodiment (Example 1) with existing magnetic wedges (Comparative Examples 1 to 4). Comparative Example 1 is a magnetic wedge in which spherical magnetic metal particles are dispersed, Comparative Example 2 is a magnetic wedge in which flat magnetic metal particles are stacked and oriented in the y direction, and Comparative Example 3 is a magnetic wedge in which flat magnetic metal particles are stacked and oriented in the z direction. , Comparative Example 4 is a magnetic wedge in which flat magnetic metal particles are stacked and oriented in the x direction. A detailed comparison will be given later, but in Example 1, the magnetic properties and mechanical It is possible to average the characteristics three-dimensionally and achieve excellent characteristics in all directions, including the x direction, y direction, and z direction. This is a characteristic that cannot be achieved in any of Comparative Examples 1 to 4. In addition, in Comparative Examples 2 to 4, the magnetic particles are stacked only in one direction, so the magnetic properties and mechanical properties are specialized so that they are excellent in a specific direction. It is not possible to provide excellent characteristics in all directions including the x direction, y direction, and z direction. Note that a schematic diagram of an example of a radial gap type rotating electric machine is shown in FIG. 17.

本明細書中、「扁平磁性金属粒子がy方向に積層配向している」とは、複数の扁平磁性金属粒子がy方向に積層していること、及び扁平磁性金属粒子の扁平面がx方向及びz方向に配向していることをいう。「扁平磁性金属粒子がx方向に積層配向している」とは、複数の扁平磁性金属粒子がx方向に積層していること、及び扁平磁性金属粒子の扁平面がy方向及びz方向に配向していることをいう。「扁平磁性金属粒子がz方向に積層配向している」とは、複数の扁平磁性金属粒子がz方向に積層していること、及び扁平磁性金属粒子の扁平面がx方向及びy方向に配向していることをいう。 In this specification, "the flat magnetic metal particles are stacked and oriented in the y direction" means that a plurality of flat magnetic metal particles are stacked in the y direction, and the flat surface of the flat magnetic metal particles is in the x direction. and oriented in the z direction. "The flat magnetic metal particles are stacked and oriented in the x direction" means that a plurality of flat magnetic metal particles are stacked in the x direction, and the flat surfaces of the flat magnetic metal particles are oriented in the y and z directions. It means what you are doing. "The flat magnetic metal particles are stacked and oriented in the z direction" means that a plurality of flat magnetic metal particles are stacked in the z direction, and the flat surfaces of the flat magnetic metal particles are oriented in the x and y directions. It means what you are doing.

図15は、アキシャルギャップ型の回転電機の場合の磁性楔の模式図である。図15に示した磁性楔は、回転子に対して軸方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたアキシャルギャップ型の回転電機に用いられる磁性楔である。アキシャルギャップ型の回転電機に用いられる磁性楔の場合、磁性楔の長手方向は回転電機の径方向であり、磁性楔の幅方向は回転電機の回転方向であり、磁性楔の厚さ方向は回転電機の軸方向である。回転方向の中心部において前記扁平面が回転方向および径方向に配向し、回転方向の端部において前記扁平面が軸方向および径方向に配向している。この時、回転方向の中心部における、回転方向(幅方向)に対する扁平磁性金属粒子の配向角度は20度以下である事が好ましく、1度以上20度以下である事が好ましく、より好ましくは1度以上10度以下である。また、回転方向の端部においては、前記扁平面が軸方向および径方向に配向している。この時、回転方向の端部における、回転方向(幅方向)に対する扁平磁性金属粒子の配向角度が30度以上90度以下である事が好ましく、より好ましくは、45度以上90度以下、更に好ましくは60度以上90度以下である。得られる優れた磁気特性、優れた機械特性、回転電機の効率向上は前述のラジアルギャップ型の回転電機の場合と同じであるため、ここでは省略する。なお、アキシャルギャップ型回転電機の一例の模式図は、図18に示している。 FIG. 15 is a schematic diagram of a magnetic wedge in the case of an axial gap type rotating electric machine. The magnetic wedge shown in FIG. 15 is a magnetic wedge used in an axial gap type rotating electric machine in which a stator is disposed facing a rotor at a predetermined distance in the axial direction. In the case of a magnetic wedge used in an axial gap type rotating electric machine, the longitudinal direction of the magnetic wedge is the radial direction of the rotating electric machine, the width direction of the magnetic wedge is the rotation direction of the rotating electric machine, and the thickness direction of the magnetic wedge is the rotation direction. This is the axial direction of the electric machine. The flat surface is oriented in the rotation direction and the radial direction at the center in the rotation direction, and the flat surface is oriented in the axial direction and the radial direction at the end in the rotation direction. At this time, the orientation angle of the flat magnetic metal particles with respect to the rotation direction (width direction) at the center of the rotation direction is preferably 20 degrees or less, preferably 1 degree or more and 20 degrees or less, more preferably 1 degree or less. The temperature is at least 10 degrees. Further, at the end portion in the rotational direction, the flat surface is oriented in the axial direction and the radial direction. At this time, the orientation angle of the flat magnetic metal particles with respect to the rotation direction (width direction) at the end in the rotation direction is preferably 30 degrees or more and 90 degrees or less, more preferably 45 degrees or more and 90 degrees or less, and even more preferably is 60 degrees or more and 90 degrees or less. The obtained excellent magnetic properties, excellent mechanical properties, and improved efficiency of the rotating electric machine are the same as in the case of the radial gap type rotating electric machine described above, so a description thereof will be omitted here. Note that a schematic diagram of an example of an axial gap type rotating electric machine is shown in FIG.

本実施の形態の磁性楔の製造方法について説明する。尚、製造方法に関しては、特に限定されず、あくまで一例として説明する。 The manufacturing method of the magnetic wedge of this embodiment will be described. Note that the manufacturing method is not particularly limited and will be described only as an example.

第1の工程は、Fe、Co、Niからなる群から選ばれる少なくとも1つの第1の元素を含む磁性金属リボンを製造する工程である。本工程は、たとえば、ロール急冷装置やスパッタ装置などの成膜装置を用いて、リボン若しくは薄膜を作製する工程である。この際、成膜装置を用いて作製する成膜法においては磁場中成膜や回転成膜等によって膜面内に一軸異方性を付与させた膜を成膜することが望ましい。尚、成膜装置を用いた場合は、厚さを薄く出来、且つ、組織が洗練されたものになりやすく、回転磁化を起こしやすいため、回転磁化型のものを作る場合は成膜法を用いるのが望ましい。ロール急冷装置は、大量合成に適しているため、バルク材料を合成する際に望ましい。ロール急冷装置の場合は、単ロール急冷装置が簡便で好ましい。 The first step is a step of manufacturing a magnetic metal ribbon containing at least one first element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni. This process is a process of producing a ribbon or a thin film using a film forming apparatus such as a roll quenching apparatus or a sputtering apparatus. At this time, in a film forming method using a film forming apparatus, it is desirable to form a film with uniaxial anisotropy in the film plane by film formation in a magnetic field, rotational film formation, or the like. In addition, when using a film-forming device, the thickness can be made thinner, the structure tends to be more sophisticated, and rotational magnetization is more likely to occur, so the film-forming method is used when creating a rotary magnetization type. is desirable. Roll quenchers are desirable when synthesizing bulk materials because they are suitable for large-scale synthesis. In the case of a roll quenching device, a single roll quenching device is preferred because it is simple.

第2の工程は、磁性金属リボンを50℃以上800℃以下の温度で熱処理する工程である。本工程では、熱処理するための電気炉に入れやすくするため、適当なサイズにリボンを切断しても良い。例えば、ミキサー装置等を用いて適当な大きさに切断しても良い。本工程を行う事によって、次の第3の工程である粉砕の工程において、粉砕性が向上しやすくなり望ましい。尚、熱処理の雰囲気は、低酸素濃度の真空雰囲気下、不活性雰囲気下、還元性雰囲気下が望ましく、更に望ましくは、H(水素)、CO(一酸化炭素)、CH(メタン)等の還元雰囲気下が好ましい。この理由としては、磁性金属リボンが酸化していても還元雰囲気で熱処理を施す事によって、酸化してしまった金属を還元して、金属に戻す事が可能となるためである。これによって、酸化し飽和磁化が減少した磁性金属リボンを還元して、飽和磁化を回復させる事も出来る。尚、熱処理によって、前記磁性金属リボンの結晶化が著しく進行してしまうと保磁力が増加し、透磁率が低下するなどしてしまうため、過剰な結晶化を抑制するように条件を選定することが好ましい。また、より好ましくは、磁場中で熱処理を施す事がより望ましい。印加する磁場は大きければ大きいほど好ましいが、1kOe以上印加する事が好ましく、更に好ましくは10kOe以上印加する事がより好ましい。これによって磁性金属リボンの面内に磁気異方性を発現させる事が出来、優れた磁気特性を実現出来るため、好ましい。 The second step is a step of heat-treating the magnetic metal ribbon at a temperature of 50° C. or higher and 800° C. or lower. In this step, the ribbon may be cut to an appropriate size to facilitate insertion into an electric furnace for heat treatment. For example, it may be cut into appropriate sizes using a mixer device or the like. By carrying out this step, it is desirable that the pulverization property is easily improved in the next third step of pulverization. The atmosphere for the heat treatment is preferably a vacuum atmosphere with a low oxygen concentration, an inert atmosphere, or a reducing atmosphere, and more preferably H 2 (hydrogen), CO (carbon monoxide), CH 4 (methane), etc. It is preferable to use a reducing atmosphere. The reason for this is that even if the magnetic metal ribbon is oxidized, by performing heat treatment in a reducing atmosphere, the oxidized metal can be reduced and returned to metal. In this way, the magnetic metal ribbon whose saturation magnetization has decreased due to oxidation can be reduced and the saturation magnetization can be restored. Note that if the crystallization of the magnetic metal ribbon significantly progresses due to heat treatment, the coercive force will increase and the magnetic permeability will decrease, so conditions should be selected to suppress excessive crystallization. is preferred. Further, it is more preferable to perform the heat treatment in a magnetic field. The larger the applied magnetic field, the more preferable it is, but it is preferable to apply 1 kOe or more, more preferably 10 kOe or more. This is preferable because magnetic anisotropy can be developed within the plane of the magnetic metal ribbon and excellent magnetic properties can be achieved.

第3の工程は、熱処理された磁性金属リボンを粉砕して扁平磁性金属粒子を製造する工程である。尚、本工程においては、本粉砕の前に、磁性金属リボンもしくは薄膜を、ミキサー装置等を用いて適当な大きさに切断しても良い。本工程においては、例えばビーズミルや遊星型ミル等の粉砕装置によって粉砕を行う。尚、粉砕装置は、特に種類を選ばない。例えば、遊星ミル、ビーズミル、回転ボールミル、振動ボールミル、撹拌ボールミル(アトライター)、ジェットミル、遠心分離機、又はミルと遠心分離を組み合わせた手法などが挙げられる。粉砕時においては、0℃以下の温度で冷却しながら粉砕を行うと、粉砕が進行しやすく好ましい。特に、液体窒素温度(77K)、ドライアイス温度(194K)などで冷却する事が望ましく、その中でも特に、液体窒素温度に冷却する事がより望ましい。これによって、磁性金属リボンが低温脆性を起こしやすく、粉砕が容易に行われる。つまり、磁性金属リボンに過度な応力や歪みを印加させずに、効率よく粉砕が出来るため好ましい。ただし、冷却なしでも十分粉砕される場合も多く、その場合は冷却は行わなくても良い。 The third step is to crush the heat-treated magnetic metal ribbon to produce flat magnetic metal particles. In this step, before the main pulverization, the magnetic metal ribbon or thin film may be cut into appropriate sizes using a mixer device or the like. In this step, pulverization is performed using a pulverizer such as a bead mill or a planetary mill. Note that the type of crushing device is not particularly limited. Examples include a planetary mill, a bead mill, a rotary ball mill, a vibrating ball mill, an agitated ball mill (attritor), a jet mill, a centrifugal separator, or a method combining a mill and centrifugation. During pulverization, it is preferable to perform the pulverization while cooling at a temperature of 0° C. or lower, as this facilitates the progress of the pulverization. In particular, it is preferable to cool to liquid nitrogen temperature (77K), dry ice temperature (194K), etc. Among these, cooling to liquid nitrogen temperature is more preferable. As a result, the magnetic metal ribbon is susceptible to low-temperature brittleness and is easily pulverized. In other words, it is preferable because it allows efficient pulverization without applying excessive stress or strain to the magnetic metal ribbon. However, in many cases, the powder can be sufficiently pulverized even without cooling, and in that case, cooling is not necessary.

尚、第3の工程においては、単純に粉砕するだけでなく、圧延を組み合わせて、扁平磁性金属粒子の厚さを薄くする事が出来る。尚、第2の工程までで所定の厚さになっている場合は圧延のための処理は省略できる。ここで圧延は、同時に行っても良いし、粉砕後に圧延、若しくは圧延後に粉砕しても良い。この場合は、強い重力加速度を印加出来る装置が好ましいが、例えば、遊星ミル、ビーズミル、回転ボールミル、振動ボールミル、撹拌ボールミル(アトライター)、ジェットミル、遠心分離機、又はミルと遠心分離を組み合わせた手法などで行う事が出来る。例えば、ハイパワー遊星ミル装置では、数十Gの重力加速度が簡単に印加出来るため好ましい。ハイパワー遊星ミル装置の場合は、自転重力加速度の方向と公転重力加速度の方向が同一直線上の方向ではなく角度を持った方向になる、傾斜型遊星ミル装置がより好ましい。通常の遊星ミル装置では、自転重力加速度の方向と公転重力加速度の方向が同一直線上の方向であるが、傾斜型遊星ミル装置では容器が傾斜した状態で回転運動を行うため、自転重力加速度の方向と公転重力加速度の方向が同一直線上ではなく角度を持った方向になる。これによって、試料にパワーが効率よく伝達し、粉砕・圧延化が効率良く進行するため好ましい。また、量産性を考慮すると、大量処理が容易なビーズミル装置が好ましい。 In addition, in the third step, the thickness of the flat magnetic metal particles can be reduced by not only simply pulverizing but also rolling. Incidentally, if the predetermined thickness is reached by the second step, the rolling process can be omitted. Here, rolling may be performed simultaneously, rolling after pulverization, or pulverization after rolling. In this case, it is preferable to use a device that can apply strong gravitational acceleration. It can be done using methods. For example, a high-power planetary mill device is preferable because it can easily apply gravitational acceleration of several tens of Gs. In the case of a high-power planetary mill device, it is more preferable to use an inclined planetary mill device in which the direction of rotational gravitational acceleration and the direction of orbital gravitational acceleration are not on the same straight line but at an angle. In normal planetary mill equipment, the direction of rotational gravitational acceleration and the direction of orbital gravitational acceleration are on the same straight line, but in tilted planetary mill equipment, the container performs rotational motion in an inclined state, so the rotational gravitational acceleration is The direction and the direction of the orbital gravitational acceleration are not on the same straight line but at an angle. This is preferable because power is efficiently transmitted to the sample and crushing and rolling proceed efficiently. Furthermore, in consideration of mass productivity, a bead mill device that can easily handle large quantities is preferred.

以上の切断と粉砕・圧延化を行い(圧延は必要に応じて行う。不要の場合は行わない)、場合によっては切断と粉砕・圧延化を繰り返し、所定の厚さ及びアスペクト比の扁平磁性金属粒子になるように処理を行う事が望ましい。この時、厚さが10nm以上100μm以下、より好ましくは10nm以上1μm以下、更に好ましくは10nm以上100nm以下になるように粉砕・圧延を行うと、回転磁化を起こしやすい粒子になり、好ましい。
本実施の形態のような扁平磁性金属粒子の配向度を実現するためには、扁平磁性金属粒子の滑りを良くして、流動性を高める事が効果的である。そのため、扁平磁性金属粒子の平均厚さを10μm以上30μm以下、より好ましくは10μm以上20μm以下にする事が好ましく、前記扁平磁性金属粒子の厚さに対する前記平均長さの比の平均値は10以上100以下、より好ましくは10以上50以下である事が好ましい。
The above cutting, crushing and rolling are carried out (rolling is carried out as necessary. If unnecessary, it is not carried out), and in some cases, the cutting, crushing and rolling are repeated to obtain a flat magnetic metal with a predetermined thickness and aspect ratio. It is desirable to process it so that it becomes particles. At this time, it is preferable to crush and roll the particles to have a thickness of 10 nm or more and 100 μm or less, more preferably 10 nm or more and 1 μm or less, and still more preferably 10 nm or more and 100 nm or less, because the particles are likely to undergo rotational magnetization.
In order to achieve the degree of orientation of the flat magnetic metal particles as in this embodiment, it is effective to improve the slippage of the flat magnetic metal particles and increase their fluidity. Therefore, it is preferable that the average thickness of the flat magnetic metal particles is 10 μm or more and 30 μm or less, more preferably 10 μm or more and 20 μm or less, and the average value of the ratio of the average length to the thickness of the flat magnetic metal particles is 10 or more. It is preferably 100 or less, more preferably 10 or more and 50 or less.

また得られた扁平磁性金属粒子は熱処理によって格子歪みを適度に除去する事が望ましい。この時の熱処理は、第2の工程と同じように、50℃以上800℃以下の温度で行う事が好ましく、熱処理の雰囲気は、低酸素濃度の真空雰囲気下、不活性雰囲気下、還元性雰囲気下が望ましく、更に望ましくは、H、CO、CH等の還元雰囲気下が好ましい。また、より好ましくは、磁場中で熱処理を施す事がより望ましい。これらの理由や詳細については、第2の工程の場合と同じであるためここでは説明を割愛する。 Further, it is desirable that the obtained oblate magnetic metal particles be subjected to heat treatment to appropriately remove lattice distortion. The heat treatment at this time is preferably performed at a temperature of 50°C or higher and 800°C or lower, as in the second step, and the heat treatment atmosphere is a vacuum atmosphere with a low oxygen concentration, an inert atmosphere, or a reducing atmosphere. A reducing atmosphere such as H 2 , CO, CH 4 or the like is more preferable. Further, it is more preferable to perform the heat treatment in a magnetic field. The reasons and details are the same as in the second step, so explanations are omitted here.

次に、第4の工程として、上述の介在相と磁性金属粒子を混合し、介在相と扁平磁性金属粒子の混合粉を形成する。次に、第5の工程として、介在相と磁性金属粒子の混合粉を成型する。また、適宜上記の工程の前後に熱処理を行っても良い。つまり、成型前後、もしくは成型と同時に熱処理を行なっても良い。また、加工前後に熱処理を行なっても良い。熱処理条件は上述の通りである。また、より好ましくは、磁場中で熱処理を施す事がより望ましい。これらの理由や詳細については、第2の工程の場合と同じであるためここでは説明を割愛する。 Next, as a fourth step, the above-mentioned intervening phase and magnetic metal particles are mixed to form a mixed powder of the intervening phase and flat magnetic metal particles. Next, as a fifth step, the mixed powder of the intervening phase and magnetic metal particles is molded. Further, heat treatment may be performed before or after the above steps as appropriate. In other words, heat treatment may be performed before or at the same time as molding. Further, heat treatment may be performed before and after processing. The heat treatment conditions are as described above. Further, it is more preferable to perform the heat treatment in a magnetic field. The reasons and details are the same as in the second step, so explanations are omitted here.

なお、本実施の形態の磁性楔を得るためには、この第5の工程が非常に重要となってくる。この第5の工程では、一軸プレス成型や、ホットプレス成型、などの一軸方向にプレス圧を印加する方法を用いる事が好ましい。図16に本実施の形態の磁性楔の製造方法における第5の工程の模式図を示す。一軸方向にプレス圧を印加すると、扁平磁性金属粒子は、プレス圧の印加方向に積層配向しやすい。そのため、単純な一軸プレス成型だと、扁平磁性金属粒子がプレス圧の印加方向に、一方向に積層配向する事になり、本実施の形態の磁性楔は得られない。そこで、一軸方向にプレス圧を印加する際、成型用の金型は、プレス圧の印加方向と平行な方向に、磁化しているものを用いる。なお、一般的には、金型ダイと金型パンチの間の距離(隙間)は、例えば5μm程度と非常に狭い状態である。この場合には、扁平磁性金属粒子が、金型の内部で移動し難くなり、本実施の形態の組織は得られない。そこで、金型ダイと金型パンチの間の距離を適度に調節する。例えば、平均厚さが10~20μmで、厚さに対する扁平面内の平均長さの比の平均値が10~50程度の扁平磁性金属粒子の場合は、50μm程度の隙間を設ける。このような隙間が設けられることにより、介在相の流動性が高まり、隙間から適度に流出していき、磁性材料に含まれる空隙を吐き出していく。また、このとき、扁平磁性金属粒子が、金型の内部で移動しながら配向し、磁化した金型パンチに扁平磁性金属粒子が引き付けられ局所的な偏析を起こす。一方で、ホットプレスの金型ダイと金型パンチの間の隙間が大きすぎると、介在相の流出が多くなりすぎてしまい、磁性材料に含まれる介在相の量が少なくなり好ましくない。このため、金型ダイと金型パンチの間の距離(隙間)を適切に設定することが重要である。平均厚さが10~20μmで、厚さに対する扁平面内の平均長さの比の平均値が10~50程度の扁平磁性金属粒子の場合は、隙間を5より大きく100μm以下にする事が好ましく、更に好ましくは、10以上80μm以下にすることが好ましい(50μm前後がより好ましい)。ただし、扁平磁性金属粒子のサイズ(平均厚さ、厚さに対する扁平面内の平均長さの比の平均値)が変わると最適な隙間範囲が変わる可能性があり、また介在相の種類や、温度、圧力、時間などの成型条件によっても最適な隙間範囲が変わる可能性があるため、あくまで目安であり、実際の扁平磁性金属粒子のサイズ、介在相の種類、温度、圧力、時間などの成型条件に応じて適切に設定される。 Note that this fifth step is very important in order to obtain the magnetic wedge of this embodiment. In this fifth step, it is preferable to use a method of applying press pressure in a uniaxial direction, such as uniaxial press molding or hot press molding. FIG. 16 shows a schematic diagram of the fifth step in the method for manufacturing a magnetic wedge according to this embodiment. When press pressure is applied in a uniaxial direction, the flat magnetic metal particles tend to be stacked and oriented in the direction in which the press pressure is applied. Therefore, if simple uniaxial press molding is used, the flat magnetic metal particles will be stacked and oriented in one direction in the direction of application of press pressure, and the magnetic wedge of this embodiment cannot be obtained. Therefore, when applying press pressure in a uniaxial direction, a molding die that is magnetized in a direction parallel to the direction in which the press pressure is applied is used. Note that, generally, the distance (gap) between the mold die and the mold punch is very narrow, for example, about 5 μm. In this case, the flat magnetic metal particles become difficult to move inside the mold, and the structure of this embodiment cannot be obtained. Therefore, the distance between the mold die and the mold punch is adjusted appropriately. For example, in the case of flat magnetic metal particles having an average thickness of 10 to 20 μm and an average ratio of the average length in the flat plane to the thickness of about 10 to 50, a gap of about 50 μm is provided. By providing such a gap, the fluidity of the intervening phase increases and flows out from the gap appropriately, discharging the voids contained in the magnetic material. Further, at this time, the flat magnetic metal particles are oriented while moving inside the mold, and the flat magnetic metal particles are attracted to the magnetized mold punch, causing local segregation. On the other hand, if the gap between the mold die and the mold punch of the hot press is too large, the intervening phase will flow out too much and the amount of the intervening phase contained in the magnetic material will decrease, which is not preferable. Therefore, it is important to appropriately set the distance (gap) between the mold die and the mold punch. In the case of flat magnetic metal particles with an average thickness of 10 to 20 μm and an average ratio of the average length in the flat plane to the thickness of about 10 to 50, it is preferable that the gap is greater than 5 and 100 μm or less. More preferably, the thickness is 10 or more and 80 μm or less (more preferably around 50 μm). However, if the size of the flat magnetic metal particles (average thickness, average ratio of the average length in the flat plane to the thickness) changes, the optimal gap range may change, and the type of intervening phase, The optimal gap range may change depending on the molding conditions such as temperature, pressure, time, etc., so this is only a guideline, and the actual size of flat magnetic metal particles, type of intervening phase, temperature, pressure, time, etc. of molding Appropriate settings are made depending on the conditions.

また、プレス圧の印加方向と平行な方向に、磁場を印加する。これらによって、成型後の磁性楔の中心部においては扁平磁性金属粒子がプレス圧の印加方向に積層配向しつつも、端部においては扁平磁性金属粒子がプレス圧の印加方向と垂直な方向に積層配向しやすくなる。なお、このような配向を実現しやすくするためには、磁場を印加しながらホットプレス成型などを行なう。つまり、熱、磁場、プレス圧を同時に加えながら成型する。ホットプレス温度は50℃以上1000℃以下の温度で行う事が好ましく、より好ましくは、50℃以上800℃以下の温度である。印加する磁場は大きければ大きい程好ましいが、1kOe以上印加することが好ましく、より好ましくは10kOe以上である。プレス圧は1MPa以上100MPa以下が好ましく、より好ましくは1MPa以上10MPa以下である。更には、成型後に、プレス圧の印加方向と垂直な方向に磁場を印加しながら熱処理を行なう。これらによって、上述の配向がより実現しやすくなる。 Further, a magnetic field is applied in a direction parallel to the direction in which the press pressure is applied. As a result, in the center of the magnetic wedge after molding, the flat magnetic metal particles are stacked and oriented in the direction of application of press pressure, while at the ends, the flat magnetic metal particles are stacked in a direction perpendicular to the direction of application of press pressure. It becomes easier to orient. Note that in order to easily achieve such orientation, hot press molding or the like is performed while applying a magnetic field. In other words, it is molded while applying heat, magnetic field, and press pressure simultaneously. The hot pressing temperature is preferably 50°C or higher and 1000°C or lower, more preferably 50°C or higher and 800°C or lower. The larger the applied magnetic field is, the more preferable it is, but it is preferable to apply 1 kOe or more, more preferably 10 kOe or more. The press pressure is preferably 1 MPa or more and 100 MPa or less, more preferably 1 MPa or more and 10 MPa or less. Furthermore, after molding, heat treatment is performed while applying a magnetic field in a direction perpendicular to the direction of application of press pressure. These make it easier to achieve the above-mentioned orientation.

磁性楔が有する扁平磁性金属粒子の扁平面に平行な平面内において、方向による保磁力を測定する場合は、例えば、前記平面内の360度の角度に対して、22.5度おきに方向を変えて保磁力を測定する。 When measuring the coercive force depending on the direction in a plane parallel to the flat plane of the flat magnetic metal particles that the magnetic wedge has, for example, the direction is changed every 22.5 degrees for a 360 degree angle in the plane. and measure the coercive force.

磁性楔の前記平面内において保磁力差を有することによって、保磁力差がほとんどない等方性の場合に比べて、最小となる保磁力値が小さくなり好ましい。平面内で磁気異方性を有する材料においては、平面内の方向によって保磁力に差を有し、磁気的に等方性の材料に比べて、最小となる保磁力値が小さくなる。これによってヒステリシス損失は低減、透磁率は向上し、好ましい。 By having a coercive force difference within the plane of the magnetic wedge, the minimum coercive force value is smaller than in an isotropic case where there is almost no coercive force difference, which is preferable. In a material that has magnetic anisotropy within a plane, the coercive force differs depending on the direction within the plane, and the minimum coercive force value is smaller than that of a magnetically isotropic material. This reduces hysteresis loss and improves magnetic permeability, which is preferable.

磁性楔が有する扁平磁性金属粒子の扁平面に平行な平面内において、方向による保磁力差の割合は大きければ大きいほど好ましく、1%以上であることが好ましい。より好ましくは、保磁力差の割合が10%以上、更に好ましくは保磁力差の割合が50%以上、更に好ましくは保磁力差の割合が100%以上である。ここでいう保磁力差の割合とは、扁平面内において、最大となる保磁力Hc(max)と最小となる保磁力Hc(min)を用いて、(Hc(max)-Hc(min))/Hc(min)×100(%)で定義される。 In a plane parallel to the flat surface of the flat magnetic metal particle that the magnetic wedge has, the greater the percentage of the coercive force difference due to direction, the more preferable, and it is preferably 1% or more. More preferably, the percentage of the coercive force difference is 10% or more, even more preferably, the percentage of the coercive force difference is 50% or more, and even more preferably, the percentage of the coercive force difference is 100% or more. The percentage of the coercive force difference here is defined as (Hc(max)-Hc(min))/Hc(min)x100(%), using the maximum coercive force Hc(max) and the minimum coercive force Hc(min) in the flat surface.

なお、保磁力は、振動試料型磁力計(VSM:Vibrating Sample Magnetometer)等を用いて、簡単に評価できる。保磁力が低い場合は、低磁界ユニットを用いることによって、0.1Oe以下の保磁力も測定することができる。測定磁界の方向に対して、磁性楔の前記平面内(扁平磁性金属粒子の扁平面に平行な平面内)において方向を変えて測定を行う。 Note that the coercive force can be easily evaluated using a vibrating sample magnetometer (VSM) or the like. If the coercive force is low, by using a low magnetic field unit, it is possible to measure coercive forces of 0.1 Oe or less. Measurement is performed by changing the direction in the plane of the magnetic wedge (in a plane parallel to the flat plane of the flat magnetic metal particles) with respect to the direction of the measurement magnetic field.

保磁力を算出する際は、横軸と交わる2つの点(磁化がゼロになる磁界H1、H2)の磁界の差分を2で割った値を採用することができる(つまり保磁力=|H2-H1|/2で算出できる)。 When calculating the coercive force, the value obtained by dividing the difference between the magnetic fields at two points intersecting the horizontal axis (the magnetic fields H1 and H2 where magnetization becomes zero) by 2 (that is, the coercive force = | H2 - It can be calculated as H1|/2).

介在相は、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)からなる群から選ばれる少なくとも1つの第2の元素を含む。これにより、抵抗を高くすることができるためである。介在相の電気抵抗率は、扁平磁性金属粒子の電気抵抗率よりも高い方が好ましい。これによって扁平磁性金属粒子の渦電流損失を低減できるためである。介在相は、扁平磁性金属粒子を取り囲んで存在するため、扁平磁性金属粒子の耐酸化性、熱的安定性を向上させることが出来好ましい。この中で酸素を含むものは、高い耐酸化性、高い熱的安定性の観点からより好ましい。介在相は、扁平磁性金属粒子同士を機械的に接着する役割も担っているため、高い強度の観点からも好ましい。 The intervening phase contains at least one second element selected from the group consisting of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N) and fluorine (F). This is because it is possible to increase the resistance. The electrical resistivity of the intervening phase is preferably higher than the electrical resistivity of the flat magnetic metal particles. This is because it is possible to reduce the eddy current loss of the flat magnetic metal particles. Since the intervening phase exists surrounding the flat magnetic metal particles, it is preferable that it can improve the oxidation resistance and thermal stability of the flat magnetic metal particles. Among these, those containing oxygen are more preferable from the viewpoint of high oxidation resistance and high thermal stability. Since the intervening phase also plays a role in mechanically bonding the flat magnetic metal particles to each other, it is also preferable from the viewpoint of high strength.

介在相は、樹脂を含む事が好ましい。樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ポリエステル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリブタジエン系樹脂、テフロン(登録商標)系樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ABS樹脂、ニトリル-ブタジエン系ゴム、スチレン-ブタジエン系ゴム、シリコーン樹脂、その他の合成ゴム、天然ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アリル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、アミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ビスマレイミド系樹脂、或いはそれらの共重合体が用いられる。特に、高い熱的安定性を実現するためには、耐熱性の高いシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、イミド系樹脂、ビスマレイミド系樹脂を含む事が好ましい。エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂は、比較的高耐熱かつ高強度で汎用的な樹脂であり、好ましい。また、強度を高くするために、ガラス繊維、アラミド繊維(ケブラー(登録商標)繊維)、カーボン繊維、ザイロン繊維、ポリエチレン繊維(ダイニーマ)、ボロン繊維 などの繊維を混合したFRP(Fiber-Reinforced Plastics:繊維強化プラスチック)等の材料も好ましい。以上によって、扁平磁性金属粒子と介在相との接合が強固になり、熱的な安定性や強度や靱性などの機械的特性が向上しやすくなる。また、扁平磁性粒子の周りを介在相が取り囲む事によって、耐酸化性に優れ、扁平磁性金属粒子の酸化による磁気特性の劣化も起こり難く、好ましい。なお、樹脂は、IR(Infrared Spectroscopy:赤外分光法)、NMR(Nuclear Magnetic Resonance:核磁気共鳴分光法)等によって、種類を同定する事が可能である。 Preferably, the intervening phase contains a resin. Examples of resins include thermoplastic resins, thermosetting resins, polyester resins, vinyl ester resins, polyethylene resins, polystyrene resins, polyvinyl chloride resins, polyvinyl butyral resins, polyvinyl alcohol resins, polybutadiene resins, and Teflon ( (registered trademark) resin, polyurethane resin, cellulose resin, ABS resin, nitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, silicone resin, other synthetic rubber, natural rubber, epoxy resin, phenolic resin, allyl resin, polybenzo resin Imidazole resin, amide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, bismaleimide resin, or copolymers thereof are used. In particular, in order to achieve high thermal stability, it is preferable to include a silicone resin, polyimide resin, imide resin, or bismaleimide resin with high heat resistance. Epoxy resins, phenol resins, and polyester resins are preferable because they are relatively high heat resistant, high strength, and versatile resins. In addition, to increase strength, FRP (Fiber-Reinforced Plastics) is a mixture of fibers such as glass fiber, aramid fiber (Kevlar (registered trademark) fiber), carbon fiber, Zylon fiber, polyethylene fiber (Dyneema), and boron fiber. Materials such as fiber-reinforced plastics are also preferred. As a result, the bond between the flat magnetic metal particles and the intervening phase becomes strong, and mechanical properties such as thermal stability, strength, and toughness are easily improved. Furthermore, since the intervening phase surrounds the flat magnetic particles, the oxidation resistance is excellent, and deterioration of magnetic properties due to oxidation of the flat magnetic metal particles is less likely to occur, which is preferable. The type of resin can be identified by IR (Infrared Spectroscopy), NMR (Nuclear Magnetic Resonance), or the like.

ビスマレイミド系樹脂は、成型時の温度を比較的低温(例えば180℃以下)にする事ができるため、汎用の低温ホットプレス装置などで成型できるため好ましい。また、成型後の特性としても、高い熱的安定性と優れた機械特性を実現できるため好ましい。更には、扁平磁性金属粒子との複合化(接合)も容易で、複合材料としての熱的な安定性や強度や靱性などの機械的特性に関しても、優れた特性を実現しやすく好ましい。また、扁平磁性粒子の周りを介在相が取り囲みやすく、扁平磁性金属粒子の酸化による磁気特性の劣化も起こり難く、好ましい。 Bismaleimide-based resins are preferable because they can be molded at a relatively low temperature (for example, 180° C. or lower) and can be molded using a general-purpose low-temperature hot press machine. In addition, it is preferable in terms of properties after molding because it can achieve high thermal stability and excellent mechanical properties. Furthermore, it is easy to combine (join) with flat magnetic metal particles, and it is easy to achieve excellent mechanical properties such as thermal stability, strength, and toughness as a composite material, which is preferable. Further, the intervening phase easily surrounds the flat magnetic particles, and deterioration of magnetic properties due to oxidation of the flat magnetic metal particles is less likely to occur, which is preferable.

ビスマレイミド系樹脂は、ガラス転移温度が250℃以上であることが好ましい。これによって、熱的な安定性や強度などが高くなり好ましくなる。 It is preferable that the bismaleimide resin has a glass transition temperature of 250° C. or higher. This increases thermal stability and strength, which is preferable.

ビスマレイミド系樹脂は、具体的には4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミド、フェニルメタンマレイミド、m-フェニレンビスマレイミド、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド、3,3′-ジメチル-5,5′-ジエチル-4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、1,6′-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン、2,2′-ジアリルビスフェノールA、4,4′-ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4′-ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、2,2′-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン等を含む事が好ましい(モノマーを重合させて樹脂が作られるが、モノマーとして上記を含む事が好ましい)。これによって、熱的な安定性や強度などが高くなり好ましくなる。 Specific examples of bismaleimide resins include 4,4'-diphenylmethane bismaleimide, phenylmethane maleimide, m-phenylene bismaleimide, bisphenol A diphenyl ether bismaleimide, 3,3'-dimethyl-5,5'-diethyl-4,4'-diphenylmethane bismaleimide, 4-methyl-1,3-phenylene bismaleimide, 1,6'-bismaleimide-(2,2,4-trimethyl)hexane, 2,2'-diallyl bisphenol A, 4, It is preferable to include 4'-diphenylether bismaleimide, 4,4'-diphenylsulfone bismaleimide, 1,3-bis(3-maleimidophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-maleimidophenoxy)benzene, bis(3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl)methane, 2,2'-bis[4-(4-maleimidophenoxy)phenyl]propane, etc. (The resin is made by polymerizing monomers, and it is preferable to include the above as monomers.) This increases the thermal stability and strength, making it preferable.

また、モノマーを硬化させるための硬化剤としては、4,4′-ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルスルホン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、o,o′-ジアリルビスフェノールA等を含む事が好ましい。ただし、硬化剤は、モノマーを適切に硬化させるためのものであれば、これ以外の種類のものであっても構わない。 Further, as a curing agent for curing the monomer, 4,4'-diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl ether, diaminodiphenylsulfone, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, o,o' - It is preferable to contain diallylbisphenol A or the like. However, the curing agent may be of any other type as long as it is used to appropriately cure the monomer.

モノマーと硬化剤の好ましい組み合わせとしては、例えば、4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドと4,4′-ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。また、4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミド、および、4,4′-ジアミノジフェニルメタンを含む場合、4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率が1以上3以下であることが好ましく、より好ましくは2程度である。以上の比率であることで、熱的な安定性や強度などが高くなり好ましくなる。 Preferred combinations of monomers and curing agents include, for example, 4,4'-diphenylmethane bismaleimide and 4,4'-diaminodiphenylmethane. In addition, when 4,4'-diphenylmethane bismaleimide and 4,4'-diaminodiphenylmethane are included, the ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane is 1 or more and 3 or less. is preferable, and more preferably about 2. The above ratio is preferable because thermal stability, strength, etc. are high.

介在相(樹脂)の分子量は100以上1000以下である事が好ましい。これによって、熱的な安定性や強度などが高くなり好ましくなる。 The molecular weight of the intervening phase (resin) is preferably 100 or more and 1000 or less. This increases thermal stability and strength, which is preferable.

ポリイミド樹脂としては、下記化学式(1)で表される繰り返し単位を含む事が好ましい。
(1)
化学式(1)中、Rはビフェニル、トリフェニル、テトラフェニルのいずれかの構造を含む事が好ましい。R’は構造内に少なくとも1つ以上の芳香環を有する構造を示す事が好ましい。
また、ポリイミド樹脂としては下記(2)もしくは(3)の構造式を有する事がより好ましい。

Figure 2024043492000003
(2)
Figure 2024043492000004
(3) The polyimide resin preferably contains a repeating unit represented by the following chemical formula (1).
(1)
In chemical formula (1), R preferably includes a biphenyl, triphenyl, or tetraphenyl structure. R' preferably represents a structure having at least one aromatic ring within the structure.
Moreover, it is more preferable that the polyimide resin has the following structural formula (2) or (3).
Figure 2024043492000003
(2)
Figure 2024043492000004
(3)

以上、本実施形態によれば、磁性楔は、回転電機の磁性楔であって、前記磁性楔は複数の扁平磁性金属粒子と介在相とを備え、前記磁性楔の幅方向の中心部において前記複数の扁平磁性金属粒子の扁平面が前記幅方向および長手方向に配向し、前記幅方向の端部において前記扁平面が厚さ方向および前記長手方向に配向し、前記幅方向の前記中心部における前記複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が20度以下であり、前記幅方向の前記端部における前記複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が30度以上90度以下である。また、磁性楔は、回転子に対して径方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたラジアルギャップ型の回転電機の前記磁性楔であって、前記長手方向は、軸方向であり、前記厚さ方向は、前記径方向であり、前記幅方向は、回転方向である。また、磁性楔は、回転子に対して軸方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたアキシャルギャップ型の回転電機に用いられる前記磁性楔であって、前記長手方向は、径方向であり、前記厚さ方向は、前記軸方向であり、前記幅方向は、回転方向である。中心部における配向角度が20度以下であり、端部における配向角度が30度以上90度以下であることで、低い磁気損失等の優れた磁気特性および高強度などの優れた機械特性を有する磁性楔の提供が可能になる。 As described above, according to the present embodiment, the magnetic wedge is a magnetic wedge of a rotating electric machine, and the magnetic wedge includes a plurality of flat magnetic metal particles and an intervening phase, and the magnetic wedge is provided with a plurality of flat magnetic metal particles and an intervening phase, and the The flat surfaces of the plurality of flat magnetic metal particles are oriented in the width direction and the longitudinal direction, the flat surfaces are oriented in the thickness direction and the longitudinal direction at the ends in the width direction, and the flat surfaces are oriented in the thickness direction and the longitudinal direction at the ends in the width direction, and The average orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles is 20 degrees or less, and the average orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles at the ends in the width direction is 30 degrees or more and 90 degrees or less. Further, the magnetic wedge is the magnetic wedge of a radial gap type rotating electric machine in which a stator is disposed facing a rotor at a predetermined interval in a radial direction, and the longitudinal direction is an axial direction, and The thickness direction is the radial direction, and the width direction is the rotation direction. Further, the magnetic wedge is the magnetic wedge used in an axial gap type rotating electric machine in which a stator is disposed facing a rotor at a predetermined interval in the axial direction, and the longitudinal direction is the radial direction. , the thickness direction is the axial direction, and the width direction is the rotation direction. The orientation angle at the center is 20 degrees or less, and the orientation angle at the ends is 30 degrees or more and 90 degrees or less, so the magnetic property has excellent magnetic properties such as low magnetic loss and excellent mechanical properties such as high strength. It becomes possible to provide wedges.

(第2の実施の形態)
本実施形態の回転電機は、第1の実施形態の磁性楔を備える。したがって、第1の実施形態と重複する内容については記載を省略する。本明細書において、回転電機とは、電動機(モータ)、発電機(ジェネレータ)、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータの何れをも含む概念を意味する。
(Second embodiment)
The rotating electrical machine of this embodiment includes the magnetic wedge of the first embodiment. Therefore, description of content that overlaps with the first embodiment will be omitted. In this specification, the term "rotating electric machine" refers to a concept that includes any of an electric motor, a generator, and, if necessary, a motor/generator that functions as both a motor and a generator.

図17は、本実施形態のラジアルギャップ型モータの一例である。ラジアルギャップ型モータは、回転子と、この回転子に対して径方向に所定の空隙をもって対向配置される固定子を有する。図17では、回転子は固定子の内側に配置されているが、外側に配置されていても構わない。回転子は、回転子鉄心と軸を備えており、回転できるように支持されている。一方、固定子は、固定子鉄心と、固定子鉄心のスロットに挿置した界磁コイルと、スロット開口部の楔溝に保持された磁性楔を備える。 FIG. 17 is an example of the radial gap type motor of this embodiment. A radial gap type motor has a rotor and a stator that is arranged to face the rotor with a predetermined gap in the radial direction. In FIG. 17, the rotor is placed inside the stator, but it may be placed outside. The rotor includes a rotor core and a shaft, and is rotatably supported. On the other hand, the stator includes a stator core, a field coil inserted into a slot in the stator core, and a magnetic wedge held in a wedge groove in a slot opening.

図17では、第1の実施の形態の磁性楔が配置されている例を示しているがこれに限定されない。ラジアルギャップ型回転電機の場合、回転子に対して径方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されるため、「空隙面」は回転子の回転軸を中心とする円筒面に平行な面である。したがって、径方向が空隙面に対し垂直な方向となり、軸方向と回転方向が空隙面に対し平行な方向となる。図17では、扁平磁性金属粒子10、介在相20、磁性楔100、回転電機200、回転子210、固定子220、コイル230、空隙面240及び鉄心ティース250が示されている。 Figure 17 shows an example in which the magnetic wedges of the first embodiment are arranged, but is not limited to this. In the case of a radial gap type rotating electric machine, the stator is arranged facing the rotor at a predetermined radial distance, so the "gap surface" is a surface parallel to a cylindrical surface centered on the rotation axis of the rotor. Therefore, the radial direction is perpendicular to the gap surface, and the axial direction and rotation direction are parallel to the gap surface. Figure 17 shows flat magnetic metal particles 10, intervening phase 20, magnetic wedge 100, rotating electric machine 200, rotor 210, stator 220, coil 230, gap surface 240, and iron core teeth 250.

第1の実施の形態の磁性楔が配置される事によって、漏れ磁束を抑制しながら、回転子表面部に生じる高調波損失の低減を図ることが可能となる。また、空隙を通過する磁束が増加するため、ラジアルギャップ型モータのトルクは増大される。以上の損失低減効果とトルク増加効果のいずれかもしくは両方によって、高効率化を実現することができる。 By arranging the magnetic wedges of the first embodiment, it is possible to reduce harmonic losses occurring on the rotor surface while suppressing leakage flux. In addition, the magnetic flux passing through the air gap increases, so the torque of the radial gap motor is increased. High efficiency can be achieved by either or both of the above loss reduction effect and torque increase effect.

なお、ラジアルギャップ型モータとしては、回転子に導体を備えたもの(誘導モータ)、永久磁石を備えたもの(永久磁石モータ)、磁性体を備えたもの(リラクタンスモータ)の何れであっても構わない。 Note that radial gap motors include those with a conductor in the rotor (induction motor), permanent magnets (permanent magnet motor), and magnetic materials (reluctance motor). I do not care.

図18は、本実施形態のアキシャルギャップ型モータの一例である。アキシャルギャップ型モータは、回転子と、この回転子に対して軸方向に所定の空隙を隔てて対向配置される固定子を有し、固定子に、固定子鉄心と、固定子鉄心のスロットに挿置した界磁コイルと、スロット開口部の楔溝に保持された磁性楔を備える。本実施の形態の磁性楔が配置される事によって、漏れ磁束の増加を抑えながら、回転子表面部に生じる高調波損失の低減を図ることが可能となる。又、空隙を通過する磁束が増加するため、アキシャルギャップ型モータのトルクは増大される。以上により、高効率化を実現することができる。 Figure 18 shows an example of an axial gap motor according to this embodiment. The axial gap motor has a rotor and a stator arranged facing the rotor across a predetermined gap in the axial direction. The stator includes a stator core, a field coil inserted into the slot of the stator core, and a magnetic wedge held in the wedge groove at the slot opening. By arranging the magnetic wedge according to this embodiment, it is possible to reduce harmonic loss occurring on the rotor surface while suppressing an increase in leakage flux. Furthermore, because the magnetic flux passing through the gap increases, the torque of the axial gap motor is increased. As a result, high efficiency can be achieved.

図18では、回転子は2つの固定子の間に配置されているが、1つの固定子の片側もしくは両側に配置されていても構わない。アキシャルギャップ型回転電機の場合、回転子に対して軸方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されるため、「空隙面」は回転子の回転軸に直交する面である。したがって、軸方向が空隙面に対し垂直な方向となり、回転方向と径方向が空隙面に対し平行な方向となる。図18では、扁平磁性金属粒子10、介在相20、磁性楔100、回転電機200、回転子210、コイル230、空隙面240、鉄心ティース250、固定子270、軸280が示されている。 In FIG. 18, the rotor is arranged between two stators, but it may be arranged on one side or both sides of one stator. In the case of an axial gap type rotating electric machine, the stator is disposed facing the rotor at a predetermined distance in the axial direction, so the "gap surface" is a surface perpendicular to the rotation axis of the rotor. Therefore, the axial direction is perpendicular to the gap surface, and the rotational direction and the radial direction are parallel to the gap surface. In FIG. 18, flat magnetic metal particles 10, an intervening phase 20, a magnetic wedge 100, a rotating electric machine 200, a rotor 210, a coil 230, a gap surface 240, an iron core tooth 250, a stator 270, and a shaft 280 are shown.

図19は、本実施形態の発電機の一例を示す模式図である。発電機は、通常、回転子鉄心のスロットに励磁コイルを収納する回転子(この他、永久磁石を励磁源とした回転子を採用しても良い)と、固定子鉄心のスロットに電機子コイルを収納する固定子を有し、回転子を回転させて、且つ、前記励磁コイルに励磁電流を流すことで、前記電機子コイルに電力を発電する。回転子は、回転子鉄心と、回転子鉄心のスロットに挿置した界磁コイルと、スロット開口部の楔溝に保持された磁性楔を備え、軸受によって回転できるように支持される。本実施の形態の磁性楔が配置される事によって、漏れ磁束の増加を抑えながら、固定子表面部に生じる高調波損失を低減することが可能となる。また、空隙を通過し電機子コイルと鎖交する磁束が増加するため、電機子コイルに誘起される発電電圧は増大する。以上により、高効率化を実現することができる。 Figure 19 is a schematic diagram showing an example of a generator of this embodiment. A generator usually has a rotor that houses an excitation coil in the slots of the rotor core (otherwise, a rotor with a permanent magnet as an excitation source may be adopted) and a stator that houses an armature coil in the slots of the stator core, and generates power in the armature coil by rotating the rotor and passing an excitation current through the excitation coil. The rotor has a rotor core, a field coil inserted in the slots of the rotor core, and a magnetic wedge held in the wedge groove at the slot opening, and is supported by bearings so that it can rotate. By arranging the magnetic wedge of this embodiment, it is possible to reduce harmonic loss generated on the stator surface while suppressing an increase in leakage magnetic flux. In addition, since the magnetic flux that passes through the air gap and interlinks with the armature coil increases, the generated voltage induced in the armature coil increases. As a result, high efficiency can be achieved.

図19では、回転子鉄心のスロット開口部に磁性楔が配置されているが、固定子鉄心のスロット開口部に配置されていても構わない。また、図では、回転子に励磁コイルを備えた巻線式の発電機を示したが、回転子に永久磁石を備えた永久磁石式の発電機であっても良い。この場合、磁性楔は固定子鉄心のスロット開口部に配置される。図19では、扁平磁性金属粒子10、介在相20、磁性楔100、回転電機200、回転子210、固定子鉄心222、励磁コイル232、電機子コイル234、空隙面240、鉄心ティース250が示されている。 In FIG. 19, the magnetic wedge is placed at the slot opening of the rotor core, but it may be placed at the slot opening of the stator core. Also, the figure shows a winding type generator with an excitation coil in the rotor, but it may be a permanent magnet type generator with a permanent magnet in the rotor. In this case, the magnetic wedge is placed at the slot opening of the stator core. In FIG. 19, flat magnetic metal particles 10, intervening phase 20, magnetic wedge 100, rotating electric machine 200, rotor 210, stator core 222, excitation coil 232, armature coil 234, gap surface 240, and core teeth 250 are shown.

リニアモータはラジアルギャップ型モータを展開し平板状の構造としたものであるため、本発明の磁性楔をリニアモータに適用することも可能である。即ち、固定子は固定子鉄心と、固定子鉄心のスロットに挿置した界磁コイルを備え、スロット開口部に磁性楔を設けても良い。図20は、本実施形態のリニアモータの一例を示す模式図である。リニアモータにおいては、可動子の進行方向、可動子の進行方向に直角な方向、固定子に対し鉛直な方向が、ラジアルギャップ型モータの回転方向、軸方向、径方向にそれぞれ対応している。本実施の形態の磁性楔が配置される事によって、漏れ磁束の増加を抑えながら、可動子表面部に生じる高調波損失の低減を図ることが可能となる。また、空隙を通過する磁束が増加するため、リニアモータの推力は向上される。以上により、高効率化を実現することができる。図20では、扁平磁性金属粒子10、介在相20、磁性楔100、固定子220、コイル230、空隙面240、鉄心ティース250、可動子290が示されている。 Since a linear motor is a radial gap type motor developed into a flat plate-like structure, the magnetic wedge of the present invention can also be applied to a linear motor. That is, the stator may include a stator core and a field coil inserted into a slot of the stator core, and a magnetic wedge may be provided in the slot opening. FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of the linear motor of this embodiment. In a linear motor, the moving direction of the mover, the direction perpendicular to the moving direction of the mover, and the direction perpendicular to the stator correspond to the rotational direction, axial direction, and radial direction of the radial gap type motor, respectively. By arranging the magnetic wedge of this embodiment, it is possible to reduce harmonic loss occurring on the surface of the movable element while suppressing an increase in leakage magnetic flux. Furthermore, since the magnetic flux passing through the air gap increases, the thrust of the linear motor is improved. With the above, high efficiency can be achieved. In FIG. 20, the flat magnetic metal particles 10, the intervening phase 20, the magnetic wedge 100, the stator 220, the coil 230, the gap surface 240, the iron core teeth 250, and the mover 290 are shown.

以上、本実施の形態の回転電機によれば、磁性楔使用による漏れ磁束の増加を抑えて、鉄心表面部における磁束分布の脈動を効果的に緩和できるため、高効率化を実現することができる。なお、本実施形態の回転電機のスロット形状は、半閉スロット(もしくはセミクローズドスロット)であっても良いが、好ましくは開放スロット(もしくは開口スロット、オープンスロット)である。この時、高調波損失を大幅に低減でき好ましい。 As described above, according to the rotating electrical machine of this embodiment, it is possible to suppress the increase in leakage magnetic flux due to the use of magnetic wedges and effectively alleviate the pulsation of the magnetic flux distribution on the surface of the iron core, thereby achieving high efficiency. . Note that the slot shape of the rotating electrical machine of this embodiment may be a semi-closed slot (or semi-closed slot), but is preferably an open slot (or an open slot, an open slot). At this time, harmonic loss can be significantly reduced, which is preferable.

本実施形態の回転電機は、鉄道、電気自動車、ハイブリッドカーなどの交通システム、エレベータ、空調機などの社会システム、ロボット、ポンプ、圧縮機、送風機などの産業システム、火力発電機、水力発電機、風力発電機、原子力発電機、地熱発電機などのエネルギーシステム、洗濯機などの家電に応用でき、システムの高効率化を図ることができる。特に産業用の大容量機では、スロット形状に開放スロットが一般的に採用されるため、第1の実施形態の磁性楔を備えることが好ましい。また、鉄道用の主電動機では、高電圧と振動に耐える必要性から型巻コイルを使用しており、スロット形状に開放スロットが採用されるため、第1の実施形態の磁性楔を備えることが好ましい。 The rotating electric machine of this embodiment can be applied to transportation systems such as railways, electric vehicles, and hybrid cars, social systems such as elevators and air conditioners, industrial systems such as robots, pumps, compressors, and blowers, energy systems such as thermal power generators, hydroelectric generators, wind power generators, nuclear power generators, and geothermal generators, and home appliances such as washing machines, and can improve the efficiency of the system. In particular, in large-capacity industrial machines, open slots are generally used as the slot shape, so it is preferable to have the magnetic wedge of the first embodiment. In addition, main motors for railways use form-wound coils because they need to withstand high voltages and vibrations, and open slots are used as the slot shape, so it is preferable to have the magnetic wedge of the first embodiment.

鉄道では、鉄道走行時の消費電力量の約半分を回転電機の損失が占めているため、回転電機の損失低減による高効率化の効果が大きい。また、電気自動車、ハイブリッドカーでは、第1の実施形態の磁性楔を用いることによって主電動機の効率を向上できるため、航続距離を伸ばすことができる。 In railways, the loss in rotating electric machines accounts for about half of the power consumed when the train is running, so reducing the loss in rotating electric machines has a significant effect on improving efficiency. Also, in electric vehicles and hybrid cars, the efficiency of the main motor can be improved by using the magnetic wedge of the first embodiment, thereby extending the cruising distance.

発電機では、水力発電機、特に、可変速揚水発電機に対して大きな効果が期待される。また風力発電機においても大きな効果が期待される。 As for generators, great effects are expected for hydroelectric generators, especially variable speed pumped storage generators. It is also expected to have great effects on wind power generators.

(実施例)
以下に、実施例1~7を、比較例1~6と対比しながらより詳細に説明する。なお、実施例1、比較例1~4の磁性楔における扁平磁性金属粒子の配置状態の模式図は図14の通りである。
(Example)
Below, Examples 1 to 7 will be explained in more detail while comparing them with Comparative Examples 1 to 6. Incidentally, a schematic diagram of the arrangement of the flat magnetic metal particles in the magnetic wedges of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 is shown in FIG.

(実施例1)
まず、単ロール急冷装置を用いて、Fe-Co-Si-B(Fe70Co30B25(at%)-4wt%Si)のリボンを作製する。次に得られたリボンをH雰囲気中300℃で熱処理を行う。次に、このリボンを、ミキサー装置を用いて粉砕し、扁平磁性金属粒子を得る(平均厚さは約15μm、厚さに対する扁平面内の平均長さの比の平均値は約30であった)。その後、得られた扁平磁性金属粒子をイミド系樹脂(ポリイミド樹脂)とともに混合し、成型を行う。成型は、図13に従って実施する。すなわち、成型用の金型は、プレス圧の印加方向と平行な方向に、磁化しているものを用いる。金型ダイと金型パンチの間の隙間は約50μmであった。また、一軸方向にプレス圧を印加する際、プレス圧の印加方向と平行な方向に、磁場を印加する。その後、ホットプレス成型を行い、成型後に、プレス圧の印加方向と垂直な方向に磁場を印加しながら熱処理を行ない、磁性楔を作製した。なお、磁性楔の断面形状は、長方形型になるように作製した。磁性楔の幅方向はx方向、長さ方向はy方向、厚さ方向はz方向である。作製した磁性楔においては、上述の扁平磁性金属粒子の配向角度の測定を行った。測定においては、観察範囲の中心部、端部、それぞれの領域内に含まれる全ての扁平磁性金属粒子の配向角度を求め、その平均値を採用した。また、観察する断面は、3つの断面で評価を行い、その平均値を採用した。その結果、中心部において配向角度が5度(20度以下を満たす)となり、端部において配向角度が33度(30度以上90度以下を満たす)となる事を確認した。ちなみに、端部での配向角度は、厚さ方向の輪郭線に対する配向角度も同じ33度である事を確認した。
(Example 1)
First, a ribbon of Fe-Co-Si-B (Fe70Co30B25(at%)-4wt%Si) is produced using a single roll quenching device. Next, the obtained ribbon is heat-treated at 300° C. in an H 2 atmosphere. Next, this ribbon was crushed using a mixer device to obtain flat magnetic metal particles (the average thickness was about 15 μm, and the average ratio of the average length in the flat plane to the thickness was about 30). ). Thereafter, the obtained flat magnetic metal particles are mixed with an imide resin (polyimide resin) and molded. Molding is performed according to FIG. That is, the mold used for molding is one that is magnetized in a direction parallel to the direction in which press pressure is applied. The gap between the mold die and the mold punch was approximately 50 μm. Furthermore, when applying press pressure in a uniaxial direction, a magnetic field is applied in a direction parallel to the direction in which the press pressure is applied. Thereafter, hot press molding was performed, and after the molding, heat treatment was performed while applying a magnetic field in a direction perpendicular to the direction of application of press pressure to produce a magnetic wedge. Note that the cross-sectional shape of the magnetic wedge was made to be rectangular. The width direction of the magnetic wedge is the x direction, the length direction is the y direction, and the thickness direction is the z direction. In the produced magnetic wedge, the orientation angle of the above-mentioned flat magnetic metal particles was measured. In the measurement, the orientation angles of all the flat magnetic metal particles included in the center and edges of the observation range were determined, and the average value was used. In addition, evaluation was performed on three cross sections to be observed, and the average value was adopted. As a result, it was confirmed that the orientation angle was 5 degrees (satisfied 20 degrees or less) at the center, and 33 degrees (satisfied 30 degrees or more and 90 degrees or less) at the ends. Incidentally, it was confirmed that the orientation angle at the end is 33 degrees, which is the same as the orientation angle with respect to the contour line in the thickness direction.

(実施例2)
成型時の樹脂をビスマレイミド樹脂とする事以外は実施例1とほぼ同じである。なお、4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率は2であった。中心部において配向角度が5度(20度以下を満たす)となり、端部において配向角度が34度(30度以上90度以下を満たす)となる事を確認した。ちなみに、端部での配向角度は、厚さ方向の輪郭線に対する配向角度も同じ34度である事を確認した。
(Example 2)
It is almost the same as Example 1 except that the resin used for molding is bismaleimide resin. The ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane was 2. It was confirmed that the orientation angle was 5 degrees (satisfied 20 degrees or less) at the center and 34 degrees (satisfied 30 degrees or more and 90 degrees or less) at the ends. Incidentally, it was confirmed that the orientation angle at the end is 34 degrees, which is the same as the orientation angle with respect to the contour line in the thickness direction.

(実施例3)
磁性楔の断面形状(xz平面での断面)を台形型とする事以外は実施例2とほぼ同じである。なお、中心部での配向角度は約4度(20度以下を満たす)、端部での配向度は厚さ方向の輪郭線に対して約37度(60度以下を満たす)となる事を確認した。
(Example 3)
This example is almost the same as Example 2 except that the cross-sectional shape (cross-section in the xz plane) of the magnetic wedge is trapezoidal. The orientation angle at the center should be approximately 4 degrees (20 degrees or less), and the degree of orientation at the edges should be approximately 37 degrees (60 degrees or less) with respect to the contour line in the thickness direction. confirmed.

(実施例4)
磁性楔の断面形状(xz平面での断面)を凸型とする事以外は実施例2とほぼ同じである。なお、中心部での配向角度は約5度(20度以下を満たす)、端部での配向度は厚さ方向の輪郭線に対して約38度(60度以下を満たす)となる事を確認した。
Example 4
Other than making the cross-sectional shape of the magnetic wedge (cross-section in the xz plane) convex, it is almost the same as Example 2. It was confirmed that the orientation angle at the center was about 5 degrees (satisfying 20 degrees or less), and the orientation degree at the end was about 38 degrees (satisfying 60 degrees or less) with respect to the contour line in the thickness direction.

(実施例5)
磁性楔の断面形状(xz平面での断面)を六角形型とする事以外は実施例2とほぼ同じである。なお、中心部での配向角度は約4度(20度以下を満たす)、端部での配向度は厚さ方向の輪郭線に対して約30度(60度以下を満たす)となる事を確認した。
(Example 5)
This example is almost the same as Example 2 except that the cross-sectional shape (cross-section in the xz plane) of the magnetic wedge is hexagonal. The orientation angle at the center should be approximately 4 degrees (20 degrees or less), and the degree of orientation at the edges should be approximately 30 degrees (60 degrees or less) with respect to the contour line in the thickness direction. confirmed.

(実施例6)
4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率を1とすること以外は実施例2とほぼ同じである。中心部において配向角度が5度(20度以下を満たす)となり、端部において配向角度が34度(30度以上90度以下を満たす)となる事を確認した。ちなみに、端部での配向角度は、厚さ方向の輪郭線に対する配向角度も同じ34度である事を確認した。
(Example 6)
It is almost the same as Example 2 except that the ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane is 1. It was confirmed that the orientation angle was 5 degrees (satisfied 20 degrees or less) at the center and 34 degrees (satisfied 30 degrees or more and 90 degrees or less) at the ends. Incidentally, it was confirmed that the orientation angle at the end is 34 degrees, which is the same as the orientation angle with respect to the contour line in the thickness direction.

(実施例7)
4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率を3とすること以外は実施例2とほぼ同じである。中心部において配向角度が5度(20度以下を満たす)となり、端部において配向角度が34度(30度以上90度以下を満たす)となる事を確認した。ちなみに、端部での配向角度は、厚さ方向の輪郭線に対する配向角度も同じ34度である事を確認した。
(Example 7)
It is almost the same as Example 2 except that the ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane is 3. It was confirmed that the orientation angle was 5 degrees (satisfied 20 degrees or less) at the center and 34 degrees (satisfied 30 degrees or more and 90 degrees or less) at the ends. Incidentally, it was confirmed that the orientation angle at the end is 34 degrees, which is the same as the orientation angle with respect to the contour line in the thickness direction.

(比較例1)
球状の磁性金属粒子が分散した磁性楔として、市販の磁性楔を使用した。本材料は、Fe粉が3次元的に等方的に分散した材料である。
(Comparative Example 1)
A commercially available magnetic wedge was used as the magnetic wedge in which spherical magnetic metal particles were dispersed. This material is a material in which Fe powder is isotropically dispersed three-dimensionally.

(比較例2)
成型方法を単純なホットプレス成型(磁化していない金型使用、磁場印加なし)にして、切り出し加工を行なう事によって、扁平磁性金属粒子がy方向に積層配向した磁性楔にすること以外は、実施例1と同じである。
(Comparative example 2)
The molding method was simple hot press molding (using a non-magnetized mold, no magnetic field applied), and cutting was performed to create a magnetic wedge in which the flat magnetic metal particles were stacked and oriented in the y direction. Same as Example 1.

(比較例3)
成型方法を単純なホットプレス成型(磁化していない金型使用、磁場印加なし)にして、切り出し加工を行なう事によって、扁平磁性金属粒子がz方向に積層配向した磁性楔にすること以外は、実施例1と同じである。
(Comparative example 3)
The molding method is simple hot press molding (using a non-magnetized mold, no magnetic field applied), and cutting is performed to create a magnetic wedge in which flat magnetic metal particles are laminated and oriented in the z direction. Same as Example 1.

(比較例4)
成型方法を単純なホットプレス成型(磁化していない金型使用、磁場印加なし)にして、切り出し加工を行なう事によって、扁平磁性金属粒子がx方向に積層配向した磁性楔にすること以外は、実施例1と同じである。
(Comparative example 4)
The molding method is simple hot press molding (using a non-magnetized mold, no magnetic field applied), and cutting is performed to create a magnetic wedge in which the flat magnetic metal particles are laminated and oriented in the x direction. Same as Example 1.

(比較例5)
4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率を0.7とすること以外は実施例2とほぼ同じである。中心部において配向角度が5度(20度以下を満たす)となり、端部において配向角度が34度(30度以上90度以下を満たす)となる事を確認した。ちなみに、端部での配向角度は、厚さ方向の輪郭線に対する配向角度も同じ34度である事を確認した。
(Comparative example 5)
It is almost the same as Example 2 except that the ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane is 0.7. It was confirmed that the orientation angle was 5 degrees (satisfied 20 degrees or less) at the center and 34 degrees (satisfied 30 degrees or more and 90 degrees or less) at the ends. Incidentally, it was confirmed that the orientation angle at the end is 34 degrees, which is the same as the orientation angle with respect to the contour line in the thickness direction.

(比較例6)
4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率を3.3とすること以外は実施例2とほぼ同じである。中心部において配向角度が5度(20度以下を満たす)となり、端部において配向角度が34度(30度以上90度以下を満たす)となる事を確認した。ちなみに、端部での配向角度は、厚さ方向の輪郭線に対する配向角度も同じ34度である事を確認した。
(Comparative Example 6)
The ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane was 3.3, which was almost the same as Example 2. It was confirmed that the orientation angle at the center was 5 degrees (satisfying 20 degrees or less), and the orientation angle at the end was 34 degrees (satisfying 30 degrees or more and 90 degrees or less). Incidentally, it was confirmed that the orientation angle at the end with respect to the contour line in the thickness direction was also the same 34 degrees.

表1に、本実施の形態の磁性楔の断面形状、樹脂種類、4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率、を比較例1~6とともに示す。 Table 1 shows the cross-sectional shape of the magnetic wedge in this embodiment, the type of resin, and the ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane, along with Comparative Examples 1 to 6.

表2に、本実施の形態の磁性楔の磁気特性、機械特性として抗折強度、熱機械特性としての耐熱試験後の抗折強度、回転電機としての効率向上度合いを、比較例1~6とともに示す。 Table 2 shows the magnetic properties of the magnetic wedge of this embodiment, the flexural strength as a mechanical property, the flexural strength after heat resistance testing as a thermomechanical property, and the degree of efficiency improvement as a rotating electric machine, along with comparative examples 1 to 6.

(1)鉄損:B-Hアナライザを用いて100Hz、1Tの動作条件での鉄損を測定する。尚、100Hz、1Tの条件で直接測定出来ない場合は、鉄損の周波数依存性、磁束密度依存性を測定し、そのデータから100Hz、1Tの鉄損を推定する(そしてこの推定値を採用する)。鉄損は、比較例1の鉄損を基準にした比として示す。 (1) Iron loss: Using a BH analyzer, measure the iron loss under operating conditions of 100 Hz and 1 T. If direct measurement under conditions of 100 Hz and 1 T is not possible, measure the frequency dependence and magnetic flux density dependence of iron loss, and estimate the iron loss at 100 Hz and 1 T from that data (and use this estimated value). Iron loss is shown as a ratio based on the iron loss of Comparative Example 1.

(2)透磁率:100Hzでの透磁率を測定する。透磁率は、比較例1の鉄損を基準にした比として示す。 (2) Magnetic permeability: Measure the magnetic permeability at 100 Hz. The magnetic permeability is shown as a ratio based on the iron loss of Comparative Example 1.

(3)回転電機としての効率向上度合い:標準的なラジアルギャップ型モータをモチーフにして、非磁性くさびを用いた時の効率を基準として、効率向上幅を算出する。効率向上度合いとしては、比較例1での効率向上幅を基準にした比として示す。 (3) Degree of efficiency improvement as a rotating electric machine: Using a standard radial gap type motor as a motif, the efficiency improvement range is calculated based on the efficiency when using a non-magnetic wedge. The degree of efficiency improvement is shown as a ratio based on the width of efficiency improvement in Comparative Example 1.

(4)強度:評価用試料の25℃での抗折強度を測定し、比較例1の試料の25℃での抗折強度との比(=評価用試料の25℃での抗折強度/比較例1の試料の25℃での抗折強度)で示す。 (4) Strength: Measure the bending strength of the evaluation sample at 25°C, and compare it to the bending strength of the sample of Comparative Example 1 at 25°C (= bending strength of the evaluation sample at 25°C/ The bending strength of the sample of Comparative Example 1 at 25°C) is shown.

(5)耐熱試験後強度:評価用試料を大気中220℃で100時間加熱した(耐熱試験)後25℃で抗折強度を測定し、比較例1の試料の大気中220℃で100時間加熱した後25℃での抗折強度との比(=評価用試料の大気中220℃で100時間加熱した後25℃での抗折強度/比較例1の大気中220℃で100時間加熱した後25℃での抗折強度)で示す。 (5) Strength after heat resistance test: After heating the evaluation sample at 220°C in the air for 100 hours (heat resistance test), the bending strength was measured at 25°C, and the sample of Comparative Example 1 was heated at 220°C in the air for 100 hours. Ratio to the bending strength at 25°C after heating (= bending strength at 25°C after heating at 220°C in the air for 100 hours of the evaluation sample / after heating at 220°C in the air for 100 hours in Comparative Example 1) It is expressed as the bending strength at 25°C).

表2から、比較例1に対して、比較例2、3、4では、x、y、z全ての方向で損失は低減し、透磁率は向上し、改善されるが、方向によって改善幅が少ない方向がある。比較例2ではy方向、比較例3ではz方向、比較例4ではx方向の改善幅が少ない。また、回転電機としての効率向上度合いは、比較例2においては大きいが、比較例3、4では少ない。これは、比較例3ではティース間で磁束が漏れる量が多くなる事、比較例4では軸方向に磁束が漏れる量が多くなる事、等が主な原因である。また、強度に関しては、比較例2ではy方向の強度が低く、比較例3ではz方向の強度が低く、比較例4ではx方向の強度が低い、と言う欠点を有している。また、耐熱試験後の強度も概ね同様の傾向にある。これらに対して、実施例1においては、中心部と端部とで扁平磁性金属粒子の配向角度を変える事によって、方向によらず、優れた磁気特性(低損失、高透磁率)と優れた機械特性(高強度など)を実現できる事が分かる。すなわち、中心部では扁平磁性金属粒子をz方向に積層配向させ、端部では扁平磁性金属粒子をx方向に積層配向させる事によって、磁気特性および機械特性を3次元的に平均化させ、x方向、y方向、z方向の全ての方向において優れた特性を実現している。同様に、実施例2においても、実施例1と比べて、強度、および、耐熱試験後の強度が僅かに劣るが、概ね同様の優れた特性を有する事が分かる。また、実施例3~5においては、磁性楔の断面形状(xz平面での断面)を台形型、凸型、六角形型に変えたものであるが、実施例2の長方形型と比べて、ほぼ同等の優れた特性を有する事が分かる。実施例6、7は、4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率を1、3に変えたものであるが、実施例2の比率2の場合と比べて僅かに強度、および、耐熱試験後の強度が劣るが、概ね同様の優れた特性を有する事が分かる。これに対して、比較例5、6においては、4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率0.7、3.3に変えたものであるが、特に、強度、および、耐熱試験後の強度が大きく劣る事が分かる。すなわち、4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率は1~3が好ましく、その中でも2が最も好ましい事が分かる。 From Table 2, compared to Comparative Example 1, in Comparative Examples 2, 3, and 4, the loss is reduced in all x, y, and z directions, and the magnetic permeability is improved, but the improvement width is different depending on the direction. There are fewer directions. Comparative Example 2 has a small improvement in the y direction, Comparative Example 3 has a small improvement in the z direction, and Comparative Example 4 has a small improvement in the x direction. Further, the degree of efficiency improvement as a rotating electric machine is large in Comparative Example 2, but small in Comparative Examples 3 and 4. The main causes of this are that in Comparative Example 3, the amount of magnetic flux leaking between the teeth increases, and in Comparative Example 4, the amount of magnetic flux leaking in the axial direction increases. Further, regarding the strength, Comparative Example 2 has a low strength in the y direction, Comparative Example 3 has a low strength in the z direction, and Comparative Example 4 has a low strength in the x direction. Furthermore, the strength after the heat resistance test also has a generally similar tendency. In contrast, in Example 1, by changing the orientation angle of the flat magnetic metal particles between the center and the edges, excellent magnetic properties (low loss, high magnetic permeability) and excellent magnetic properties were obtained regardless of the direction. It can be seen that mechanical properties (such as high strength) can be achieved. In other words, the flat magnetic metal particles are stacked and oriented in the z-direction at the center, and the flat magnetic metal particles are stacked and oriented in the x-direction at the ends, thereby averaging the magnetic properties and mechanical properties three-dimensionally. , y-direction, and z-direction. Similarly, in Example 2, although the strength and the strength after the heat resistance test are slightly inferior to those in Example 1, it can be seen that it has generally the same excellent properties. Furthermore, in Examples 3 to 5, the cross-sectional shape (cross-section in the xz plane) of the magnetic wedge was changed to a trapezoidal shape, a convex shape, and a hexagonal shape, but compared to the rectangular shape of Example 2, It can be seen that they have almost the same excellent characteristics. In Examples 6 and 7, the ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane was changed to 1 or 3, but the ratio was slightly lower than that of Example 2 with a ratio of 2. It can be seen that although the strength and the strength after the heat resistance test are inferior, they have generally the same excellent characteristics. On the other hand, in Comparative Examples 5 and 6, the ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane was changed to 0.7 and 3.3. It can also be seen that the strength after the heat resistance test is significantly inferior. That is, it can be seen that the ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane is preferably 1 to 3, with 2 being the most preferred.

本発明のいくつかの実施形態及び実施例を説明したが、これらの実施形態及び実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments and examples of the invention have been described, these embodiments and examples are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

なお、上記の実施形態を、以下の技術案にまとめることができる。
(技術案1)
回転電機の磁性楔であって、
前記磁性楔は複数の扁平磁性金属粒子と介在相とを備え、
前記磁性楔の幅方向の中心部において前記複数の扁平磁性金属粒子の扁平面が前記幅方向の輪郭線に沿って配向し、前記幅方向の端部において前記扁平面が前記磁性楔の厚さ方向の輪郭線に沿って配向し、前記幅方向の前記中心部における前記幅方向の輪郭線に対する前記複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が20度以下であり、前記幅方向の前記端部における前記厚さ方向の輪郭線に対する前記複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が60度以下である磁性楔。
(技術案2)
回転電機の磁性楔であって、
前記磁性楔は複数の扁平磁性金属粒子と介在相とを備え、
前記磁性楔の幅方向の中心部において前記複数の扁平磁性金属粒子の扁平面が前記幅方向および長手方向に配向し、前記磁性楔の前記幅方向の端部において前記扁平面が厚さ方向および前記長手方向に配向し、前記幅方向の前記中心部における前記複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が20度以下であり、前記幅方向の前記端部における前記複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が30度以上90度以下である磁性楔。
(技術案3)
前記磁性楔の長さ方向に垂直な断面が台形型、凸型、六角形型、長方形型からなる群から選ばれる少なくとも1つである技術案1又は技術案2記載の磁性楔。
(技術案4)
回転子に対して径方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたラジアルギャップ型の回転電機の前記磁性楔であって、
前記長手方向は、軸方向であり、
前記厚さ方向は、前記径方向であり、
前記幅方向は、回転方向である、
技術案1ないし技術案3いずれか一項記載の磁性楔。
(技術案5)
回転子に対して軸方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたアキシャルギャップ型の回転電機に用いられる前記磁性楔であって、
前記長手方向は、径方向であり、
前記厚さ方向は、前記軸方向であり、
前記幅方向は、回転方向である、
技術案1ないし技術案3いずれか一項記載の磁性楔。
(技術案6)
前記複数の扁平磁性金属粒子は、平均厚さが10nm以上100μm以下であり、前記扁平面と、Fe、Co及びNiからなる群から選ばれる少なくとも1つの第1の元素を含む磁性金属相と、を有し、前記厚さに対する前記扁平面内の平均長さの比の平均値が5以上10000以下であり、
前記介在相は、前記複数の扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)からなる群から選ばれる少なくとも1つの第2の元素を含む、
技術案1ないし技術案5いずれか一項記載の磁性楔。
(技術案7)
前記複数の扁平磁性金属粒子の平均厚さが10μm以上30μm以下であり、前記扁平磁性金属粒子の厚さに対する前記平均長さの比の平均値は10以上100以下である技術案6記載の磁性楔。
(技術案8)
前記介在相が樹脂を含む技術案1または技術案2記載の磁性楔。
(技術案9)
前記樹脂がビスマレイミド樹脂である技術案8記載の磁性楔。
(技術案10)
前記ビスマレイミド樹脂が、4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドを含む技術案9記載の磁性楔。
(技術案11)
前記ビスマレイミド樹脂が、4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドと4,4′-ジアミノジフェニルメタンを含み、4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率が1以上3以下である技術案10記載の磁性楔。
(技術案12)
前記ビスマレイミド樹脂のガラス転移温度が250℃以上である技術案9ないし技術案11いずれか一項記載の磁性楔。
(技術案13)
前記樹脂の分子量が100以上1000以下である技術案8ないし技術案12いずれか一項記載の磁性楔。
(技術案14)
前記扁平磁性金属粒子の表面の少なくとも一部が、厚さ0.1nm以上1μm以下で、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)からなる群から選ばれる少なくとも1つの第2の元素を含む被覆層で覆われている技術案1ないし技術案13いずれか一項記載の磁性楔。
(技術案15)
前記扁平面に平行な平面内において、方向による保磁力差を有する技術案1ないし技術案14いずれか一項記載の磁性楔。
(技術案16)
技術案1ないし技術案15いずれか一項記載の前記磁性楔を備える回転電機。
The above-described embodiments can be summarized as the following technical solutions.
(Technical proposal 1)
A magnetic wedge for a rotating electric machine,
The magnetic wedge comprises a plurality of flat magnetic metal particles and an intervening phase;
A magnetic wedge, wherein the flat surfaces of the multiple flat magnetic metal particles at the widthwise center of the magnetic wedge are oriented along the widthwise contour line, and the flat surfaces at the widthwise ends are oriented along the thicknesswise contour line of the magnetic wedge, the average orientation angle of the multiple flat magnetic metal particles with respect to the widthwise contour line at the widthwise center is 20 degrees or less, and the average orientation angle of the multiple flat magnetic metal particles with respect to the thicknesswise contour line at the widthwise ends is 60 degrees or less.
(Technical proposal 2)
A magnetic wedge for a rotating electric machine,
The magnetic wedge comprises a plurality of flat magnetic metal particles and an intervening phase;
A magnetic wedge in which the flat surfaces of the multiple flat magnetic metal particles are oriented in the width direction and the longitudinal direction at the center of the magnetic wedge in the width direction, and the flat surfaces are oriented in the thickness direction and the longitudinal direction at the ends of the magnetic wedge in the width direction, the average orientation angle of the multiple flat magnetic metal particles at the center in the width direction is 20 degrees or less, and the average orientation angle of the multiple flat magnetic metal particles at the ends in the width direction is 30 degrees or more and 90 degrees or less.
(Technical proposal 3)
A magnetic wedge according to Technical Scheme 1 or 2, wherein a cross section perpendicular to the length direction of the magnetic wedge is at least one selected from the group consisting of a trapezoidal shape, a convex shape, a hexagonal shape, and a rectangular shape.
(Technical proposal 4)
The magnetic wedge is for a radial gap type rotating electric machine in which a stator is disposed facing a rotor at a predetermined radial distance,
The longitudinal direction is an axial direction,
The thickness direction is the radial direction,
The width direction is a rotation direction.
A magnetic wedge according to any one of technical proposals 1 to 3.
(Technical proposal 5)
The magnetic wedge is used in an axial gap type rotating electric machine in which a stator is disposed facing a rotor with a predetermined axial gap therebetween,
The longitudinal direction is a radial direction,
The thickness direction is the axial direction,
The width direction is a rotation direction.
A magnetic wedge according to any one of technical proposals 1 to 3.
(Technical proposal 6)
The flat magnetic metal particles have an average thickness of 10 nm or more and 100 μm or less, the flat surfaces and a magnetic metal phase containing at least one first element selected from the group consisting of Fe, Co and Ni, and the average ratio of the average length within the flat surfaces to the thickness is 5 or more and 10,000 or less,
The intervening phase is present between the flat magnetic metal particles and contains at least one second element selected from the group consisting of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N) and fluorine (F);
A magnetic wedge according to any one of technical proposals 1 to 5.
(Technical proposal 7)
A magnetic wedge as described in technical proposal 6, wherein the average thickness of the plurality of flat magnetic metal particles is 10 μm or more and 30 μm or less, and the average value of the ratio of the average length to the thickness of the flat magnetic metal particles is 10 or more and 100 or less.
(Technical proposal 8)
A magnetic wedge according to technical proposal 1 or 2, wherein the intervening phase contains a resin.
(Technical proposal 9)
The magnetic wedge according to technical proposal 8, wherein the resin is a bismaleimide resin.
(Technical proposal 10)
The magnetic wedge according to Technical Solution 9, wherein the bismaleimide resin comprises 4,4'-diphenylmethane bismaleimide.
(Technical proposal 11)
The magnetic wedge according to technical proposal 10, wherein the bismaleimide resin comprises 4,4'-diphenylmethane bismaleimide and 4,4'-diaminodiphenylmethane, and the ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane is 1 to 3.
(Technical proposal 12)
A magnetic wedge according to any one of Technical Schemes 9 to 11, wherein the glass transition temperature of the bismaleimide resin is 250° C. or higher.
(Technical proposal 13)
A magnetic wedge according to any one of technical proposals 8 to 12, wherein the molecular weight of the resin is 100 or more and 1,000 or less.
(Technical proposal 14)
A magnetic wedge described in any one of Technical Proposals 1 to 13, wherein at least a portion of the surface of the flat magnetic metal particle is covered with a coating layer having a thickness of 0.1 nm or more and 1 μm or less and containing at least one second element selected from the group consisting of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N) and fluorine (F).
(Technical proposal 15)
A magnetic wedge according to any one of technical solutions 1 to 14, having a difference in coercive force depending on the direction within a plane parallel to the flat surface.
(Technical proposal 16)
A rotating electric machine equipped with the magnetic wedge described in any one of technical proposals 1 to 15.

6:扁平面 9:被覆層 10:扁平磁性金属粒子 20:介在相 100:磁性楔 200:回転電機 210:回転子 220:固定子 222:固定子鉄心 230:コイル 232:励磁コイル 234:電機子コイル 240:空隙面 250:鉄心ティース 260:鉄心スロット 270:固定子 280:軸 290:可動子 6: Flat surface 9: Coating layer 10: Flat magnetic metal particles 20: Intervening phase 100: Magnetic wedge 200: Rotating electric machine 210: Rotor 220: Stator 222: Stator core 230: Coil 232: Excitation coil 234: Armature Coil 240: Gap surface 250: Core teeth 260: Core slot 270: Stator 280: Shaft 290: Mover

Claims (16)

回転電機の磁性楔であって、
前記磁性楔は複数の扁平磁性金属粒子と介在相とを備え、
前記磁性楔の幅方向の中心部において前記複数の扁平磁性金属粒子の扁平面が前記幅方向の輪郭線に沿って配向し、前記幅方向の端部において前記扁平面が前記磁性楔の厚さ方向の輪郭線に沿って配向し、前記幅方向の前記中心部における前記幅方向の輪郭線に対する前記複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が20度以下であり、前記幅方向の前記端部における前記厚さ方向の輪郭線に対する前記複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が60度以下である磁性楔。
A magnetic wedge for a rotating electric machine,
The magnetic wedge includes a plurality of flat magnetic metal particles and an intervening phase,
At the widthwise center of the magnetic wedge, the flat surfaces of the plurality of flat magnetic metal particles are oriented along the widthwise contour line, and at the widthwise ends, the flat surfaces are aligned with the thickness of the magnetic wedge. the plurality of flat magnetic metal particles are oriented along a contour line in the width direction, and the average orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles with respect to the contour line in the width direction at the center portion in the width direction is 20 degrees or less; A magnetic wedge, wherein the average orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles with respect to the contour line in the thickness direction in the section is 60 degrees or less.
回転電機の磁性楔であって、
前記磁性楔は複数の扁平磁性金属粒子と介在相とを備え、
前記磁性楔の幅方向の中心部において前記複数の扁平磁性金属粒子の扁平面が前記幅方向および長手方向に配向し、前記磁性楔の前記幅方向の端部において前記扁平面が厚さ方向および前記長手方向に配向し、前記幅方向の前記中心部における前記複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が20度以下であり、前記幅方向の前記端部における前記複数の扁平磁性金属粒子の配向角度の平均が30度以上90度以下である磁性楔。
A magnetic wedge for a rotating electric machine,
The magnetic wedge includes a plurality of flat magnetic metal particles and an intervening phase,
At the widthwise center of the magnetic wedge, the flat surfaces of the plurality of flat magnetic metal particles are oriented in the width direction and the longitudinal direction, and at the widthwise ends of the magnetic wedge, the flat surfaces are oriented in the thickness direction and the longitudinal direction. The plurality of flat magnetic metal particles are oriented in the longitudinal direction, the average orientation angle of the plurality of flat magnetic metal particles at the center portion in the width direction is 20 degrees or less, and the plurality of flat magnetic metal particles at the end portions in the width direction are oriented in the width direction. A magnetic wedge whose average orientation angle is 30 degrees or more and 90 degrees or less.
前記磁性楔の長さ方向に垂直な断面が台形型、凸型、六角形型、長方形型からなる群から選ばれる少なくとも1つである請求項1又は請求項2記載の磁性楔。 3. The magnetic wedge according to claim 1, wherein the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic wedge is at least one selected from the group consisting of a trapezoidal shape, a convex shape, a hexagonal shape, and a rectangular shape. 回転子に対して径方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたラジアルギャップ型の回転電機の前記磁性楔であって、
前記長手方向は、軸方向であり、
前記厚さ方向は、前記径方向であり、
前記幅方向は、回転方向である、
請求項1又は請求項2記載の磁性楔。
The magnetic wedge is for a radial gap type rotating electric machine in which a stator is disposed facing a rotor at a predetermined radial distance,
The longitudinal direction is an axial direction,
The thickness direction is the radial direction,
The width direction is a rotation direction.
3. The magnetic wedge according to claim 1 or 2.
回転子に対して軸方向に所定の間隔をもって固定子が対向配置されたアキシャルギャップ型の回転電機に用いられる前記磁性楔であって、
前記長手方向は、径方向であり、
前記厚さ方向は、前記軸方向であり、
前記幅方向は、回転方向である、
請求項1又は請求項2記載の磁性楔。
The magnetic wedge is used in an axial gap type rotating electric machine in which a stator is disposed facing a rotor with a predetermined axial gap therebetween,
The longitudinal direction is a radial direction,
The thickness direction is the axial direction,
The width direction is a rotation direction.
3. The magnetic wedge according to claim 1 or 2.
前記複数の扁平磁性金属粒子は、平均厚さが10nm以上100μm以下であり、前記扁平面と、Fe、Co及びNiからなる群から選ばれる少なくとも1つの第1の元素を含む磁性金属相と、を有し、前記厚さに対する前記扁平面内の平均長さの比の平均値が5以上10000以下であり、
前記介在相は、前記複数の扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)からなる群から選ばれる少なくとも1つの第2の元素を含む、
請求項1又は請求項2記載の磁性楔。
The plurality of flat magnetic metal particles have an average thickness of 10 nm or more and 100 μm or less, and a magnetic metal phase containing the flat plane and at least one first element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni; and the average value of the ratio of the average length in the flat plane to the thickness is 5 or more and 10,000 or less,
The intervening phase exists between the plurality of flat magnetic metal particles and contains at least one second element selected from the group consisting of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N), and fluorine (F). include,
The magnetic wedge according to claim 1 or claim 2.
前記複数の扁平磁性金属粒子の平均厚さが10μm以上30μm以下であり、前記扁平磁性金属粒子の厚さに対する前記平均長さの比の平均値は10以上100以下である請求項6記載の磁性楔。 The magnetic material according to claim 6, wherein the average thickness of the plurality of flat magnetic metal particles is 10 μm or more and 30 μm or less, and the average value of the ratio of the average length to the thickness of the flat magnetic metal particles is 10 or more and 100 or less. wedge. 前記介在相が樹脂を含む請求項1または請求項2記載の磁性楔。 The magnetic wedge according to claim 1 or claim 2, wherein the intervening phase contains a resin. 前記樹脂がビスマレイミド樹脂である請求項8記載の磁性楔。 The magnetic wedge according to claim 8, wherein the resin is a bismaleimide resin. 前記ビスマレイミド樹脂が、4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドを含む請求項9記載の磁性楔。 The magnetic wedge according to claim 9, wherein the bismaleimide resin comprises 4,4'-diphenylmethane bismaleimide. 前記ビスマレイミド樹脂が、4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドと4,4′-ジアミノジフェニルメタンを含み、4,4′-ジアミノジフェニルメタンに対する4,4′-ジフェニルメタンビスマレイミドの比率が1以上3以下である請求項10記載の磁性楔。 The bismaleimide resin contains 4,4'-diphenylmethane bismaleimide and 4,4'-diaminodiphenylmethane, and the ratio of 4,4'-diphenylmethane bismaleimide to 4,4'-diaminodiphenylmethane is 1 or more and 3 or less. The magnetic wedge according to claim 10. 前記ビスマレイミド樹脂のガラス転移温度が250℃以上である請求項9記載の磁性楔。 The magnetic wedge according to claim 9, wherein the bismaleimide resin has a glass transition temperature of 250°C or higher. 前記樹脂の分子量が100以上1000以下である請求項8記載の磁性楔。 The magnetic wedge according to claim 8, wherein the resin has a molecular weight of 100 or more and 1000 or less. 前記扁平磁性金属粒子の表面の少なくとも一部が、厚さ0.1nm以上1μm以下で、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)からなる群から選ばれる少なくとも1つの第2の元素を含む被覆層で覆われている請求項1又は請求項2記載の磁性楔。 At least a part of the surface of the flat magnetic metal particles has a thickness of 0.1 nm or more and 1 μm or less, and contains at least one member selected from the group consisting of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N), and fluorine (F). 3. The magnetic wedge according to claim 1, wherein the magnetic wedge is covered with a coating layer containing two second elements. 前記扁平面に平行な平面内において、方向による保磁力差を有する請求項1又は請求項2記載の磁性楔。 3. The magnetic wedge according to claim 1, wherein the magnetic wedge has a coercive force difference depending on the direction in a plane parallel to the flat surface. 請求項1又は請求項2記載の前記磁性楔を備える回転電機。 A rotating electric machine comprising the magnetic wedge according to claim 1 or 2.
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