JPH0638366B2

JPH0638366B2 - 永久磁石

Info

Publication number: JPH0638366B2
Application number: JP60007356A
Authority: JP
Inventors: 昭彦井端
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-01-21
Filing date: 1985-01-21
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPS61168209A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、永久磁石に関するものであり、さらに詳細に
は、多結晶マンガン−アルミニウム−炭素系（Mn-Al-C
系）合金磁石の改良に関するものである。

（従来の技術） Mn-Al-C系合金磁石は、主として強磁性相である面心正
方晶（τ相、L1₀型規則格子）の組織で構成され、Ｃを
必須構成元素として含むものであり、不純物以外に添加
元素を含まない３元系および少量の添加元素を含む４元
系以上の多元系合金磁石が知られている。また、このMn
-Al-C系合金磁石は、主として強磁性相である面心正方
晶の組織で構成され、前記の面心正方晶の〔001〕軸
（磁化容易軸）の統計的分布の相違によって等方性磁石
と各種の異方性構造を有する異方性磁石（たとえば、特
定の方向または特定の平面に磁化容易方向をもつ異方性
磁石）が知られている。

多極着磁の分野で用いられる異方性磁石としては、特定
の方向に磁化容易方向を有する系方向異方性磁石、特定
の平面に平行な任意の方向に磁化容易方向を有する異方
性磁石（面異方性磁石、特開昭56-111203号公報）およ
び前記特定の平面内で特定の方向に磁化容易方向を有す
るようにし、外周部では径方向に磁化容易方向を有する
か、または内周部では弦方向に磁化容易方向を有するか
の少なくともどちらかを満足する異方性磁石（特開昭58
-189356号公報）などが知られている。

（発明が解決しようとする問題点）多極着磁の分野で用いられる磁石の形状としては、一般
には軸対称の形状であり、一例として円筒体がある。円
筒体の磁石の外周に多極着磁（外周着磁）した場合の磁
石内部での磁路の形成を模式的に第２図に示した。第２
図において破線が磁路を示し、一つの径方向（ｒ方向）
に対する弦方向（θ方向）も示している。前述したよう
に円筒の径方向（ｒ方向）と円筒の軸方向にそれぞれ直
交する方向を弦方向（θ方向）とする。

第２図に示したように、磁路は、外周部ではほぼ径方向
に沿い、内周部ではほぼ弦方向に沿い、外周部と内周部
の中間部では径方向から弦方向に順次変化している。前
述したように、磁石の形状を円筒体とした場合に外周部
というのは磁路がほぼ径方向に沿っている部分をさし、
内周部というのは磁路がほぼ弦方向に沿っている部分を
さし、さらに中間部というのは磁路が径方向から弦方向
に順次変化している部分をさす。

前述した外周部が径方向に磁化容易方向を有するか、ま
たは内周部が弦方向に磁化容易方向を有するかの少なく
ともどちらかを満足する異方性磁石では、どちらも満足
する異方性構造を有する異方性磁石であるとしても、前
述した外周着磁における中間部（磁路が径方向から弦方
向に順次変化している部分）に適した異方性構造を有し
ていない。

（問題点を解決するための手段）以上述べてきた問題点を解決するために本発明の永久磁
石は、外周部では径方向に磁化容易方向を有し、内周部
では弦方向に磁化容易方向を有し、さらに外周部と内周
部の境界に第３の部分（中間部）として径方向から弦方
向に磁化容易方向が順次変化する領域を有する新規な異
方性構造をもったものである。

（作用）前述したように、第３の部分（中間部）を有するため、
第２図に示した外周着磁を施した場合、優れた磁気特性
を示し異方性磁石となる。

（実施例）本発明は、前述した背景のもとに、外周部分が径方向に
磁化容易方向を有するか、または内周部が弦方向に磁化
容易方向を有するかの少なくともどちらかを満足する異
方性磁石を改良した多極着磁に適した新規な異方性構造
をもった永久磁石をMn-Al-C系合金磁石の改良によって
提供するものである。

多極着磁の分野で用いられる磁石の形状は、一般には軸
対称の形状であるため、磁石の形状を軸対称の形状とし
て、第１図を用いて本発明の永久磁石を説明する。

これまでに知られている異方性磁石は外周部が径方向に
磁化容易方向を有し、内周部が弦方向に磁化容易方向を
有しているが、本発明の永久磁石はさらに外周部と内周
部の境界に第３の部分（中間部）として磁化容易方向が
径方向から弦方向に順次変化する領域を有している。

第１図に本発明の永久磁石を対称軸の方向からみた図を
示す。説明のために各部分を破線で区分けして模式的に
各領域を表わしている。１は外周部で磁化容易方向が径
方向に沿っている部分である。２は中間部で磁化容易方
向が中心に近づくにつれて径方向から弦方向に沿って変
化している部分であり、各凹部の表面から近傍の部分だ
けをさし、同心円状のすべての部分をさすのではない。
３は内周部で磁化容易方向が弦方向に沿っている部分で
あり、中間部２と同様に、同心円状のすべての部分をさ
すのではない。第１図に示した本発明の永久磁石では、
言い換えると、外周面の凹部の表面に沿って磁石の中心
の向きに磁化容易方向の変化をみると、凹部の表面の近
傍ではまず最外周部（中心から最もはなれた部分）では
径方向に平行であり、中心に近づくにつれて順次弦方向
に近づく方向に変化し、凹部の最も中心に近い部分で弦
方向に平行になるように変化している。第１図では模式
的に３つの部分に分けたが、前述したように連続的に変
化している。

第１図に示した例では、外周面の凸部が８個あるため、
外周に８極の多極着磁を施して用いるのに適した異方性
構造を有している。つまり極数に合わせて凸部の数が変
化する。また外周着磁した場合の極の位置は凸部であ
る。

本発明の永久磁石は、前述したような異方性構造をもっ
ているため、第２図に示したような外周着磁を施した場
合に優れた磁気特性を示すのである。

第２図に示したような外周に多極着磁を施した場合、磁
路に沿うように、前記の面心正方晶〔001〕軸（磁化容
易軸）を配列させた構造を有するためである。

一般に、多結晶体における結晶方位の優先配向の状態を
極密度Ｐで表現する。τ相は正方晶系であるから、〔00
1〕軸の配向は(001)極密度分布として捉えることができ
る。多結晶体のある方位での(001)極密度は、その方位
にＸ線回析法線を置いたときの(00n)面回析積分強度の
等方性材料の場合に対する比として測定される。等方性
磁石では全ての立体方位に対して極密度は１である。本
発明の永久磁石は換言すれば、磁石内の特定の平面に平
行な特定の方向でＰ＞１であり、しかもその平面の垂線
方向でＰ＜１である。

発明者が試作した本発明の永久磁石について、両方向
（特定の方向と垂線方向）間の(001)極密度の相違は全
ての試料について３倍以上であった。また、前記平面に
平行な方向での(001)極密度は特定の方向と直角な方向
との比で、1.1以上であるが、その比を大きくする方が
磁気特性上有利である。

本発明の永久磁石は、前記の面異方性磁石において同等
に〔001〕軸を配列させた平面内でさらに外周部、中間
部および内周部で特定の方向に優先的に配列させたもの
である。磁気特性的にみれば、外周部では径方向（ｒ方
向）異方性で、内周部では径方向（θ方向）異方性で、
さらに中間部では径方向から弦方向に順次異方性方向が
変化する。発明者らが試作した本発明の永久磁石につい
ては特定の方向とそれに直交する方向の残留磁束密度の
比が1.1以上であった。

本発明の永久磁石は、公知のMn-Al-C系磁石用合金、た
とえば、68ないし73質量％（以下単に％で示す）のMnと
し(1/10Mn-6.6)ないし(1/3Mn-22.2)％のＣと残部のAlか
らなる合金を530ないし830℃の温度域で押出加工等の公
知の方法によって一軸性の均質微細な〔001〕繊維組織
としたのち、たとえば一つの製造法としては、軸方向に
圧縮加工を施し、圧縮加工によって、試料の外周面を凹
凸状に成形することによって得ることができる。

次に本発明の更に具体的な実施例について説明する。

配合組成で69.5％のMn、29.3％のAl、0.5％のＣおよび
0.7％のNiを溶解鋳造し、直径60mm、長さ50mmの円柱ビ
レットを作製した。このビレットを1100℃で２時間保持
したのち、室温まで放冷する熱処理を行なった。次に潤
滑剤を介して、720℃の温度で直径40mmまでの押出加工
を行なった。さらに潤滑剤を介して680℃の温度で直径2
4mmまでの押出加工を行なった。この押出棒を長さ20mm
に切断し、切削加工して、直径18mm、長さ20mmの円柱ビ
レット４を作製した。このビレット４を用いて、第３図
および第４図に示した金型を用いて圧縮加工を行なっ
た。第３図は第４図の軸方からみた金型の断面図であ
る。第３図においてD_K＝30mm、X_A＝15mm、R_S＝3mm、で
あり、金型内面の凸部は８個ある。６および７がポンチ
で、外型５の凹凸面とかみあうような外周面を有し、図
の上下方向に移動することができる。このような金型を
用いて、高さ8.5mmまで圧縮加工を行なった。

圧縮加工後のビレットを内径27mmまで切削加工し、８極
の外周着磁を施した。着磁は2000μＦのオイルコンデン
サーを用い1500Ｖでパルス着磁した。外周面の表面磁束
密度をホール素子で測定した。比較のために、同じ寸法
の円柱ビレットを680℃の温度で円柱軸方向に自由圧縮
加工した。なお、圧縮加工後のビレットの高さは8.5mm
であった。加工後のビレットは面異方性磁石であり、前
記と同様に切削加工し、着磁し、表面磁束密度を測定し
た。

以上の両者の値を比較すると、本発明の方法で得た磁石
の表面磁束密度の値は、面異方性磁石のそれの約1.6倍
であった。

前記と同様な方法で得た本発明の永久磁石の外周部およ
び内周部から一辺が３mmで、それぞれの辺が軸方向、径
方向および弦方向に平行である立方体を切り出し、各方
向の磁気特性を測定した。

内周部の弦方向では、Br＝5.9kG,Hc＝2.7kOe,(BH)max＝
6.2MG・Oeであり、径方向では、Br＝2.6kG,Hc＝1.9kOe,
(BH)max＝1.4MG・Oe、また外周部ではBr＝3.0kG,Hc＝2.0
kOe,(BH)max＝1.7MG・Oeであり、径方向では、Br＝2.6k
G,Hc＝2.5kOe,(BH)max＝5.4MG・Oe、横方向ではBr＝2.6k
G,Hc＝1.9kOe,(BH)max＝1.4MG・Oeであった。

さらに、磁気トルク測定の結果、磁石外周面の凹部の近
傍部分では、凹部の表面にほぼ沿った方向に磁化容易方
向を有していることが判明した。

（発明の効果）本発明によれば、外周多極着磁に適した異方性構造を有
する優れた磁気特性を示す永久磁石をうることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の永久磁石を異方性構造の違
いの区分けを模式的に示す図、第２図は円筒状磁石の外
周面に多極着磁を施した場合の磁石内部での磁路の形成
を模式的に示す図、第３図および第４図は、実施例にお
ける本発明の永久磁石を得るのに用いた金型の一部の断
面図である。１……外周部、２……中間部、３……内周部、４……ビ
レット、５……外型、６，７……ポンチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主として面心正方晶の組織で構成される多
結晶マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石であっ
て、該磁石の形状が軸対称であり、前記面心正方晶の
〔001〕軸が、前記軸に垂直な平面に平行な任意の方向
に、前記軸方向に比して優先的に配列されていて、しか
も前記平面内の外周部では磁気的に径方向に異方性であ
り、内周部では磁気的に弦方向に異方性であり、さらに
前記外周部と内周部の間に中間部として中心に近づくに
つれて順次、磁気的な異方性の方向が径方向から弦方向
に変化する領域を有することを特徴とする永久磁石。