JPS6223345A - 磁気異方性材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は例えば同期電導機のダンパ、誘導電導機のロー
タ、リニア誘導電導機の二次導体などに使用するのに適
した磁気異方性材料の製造方法に係り、特に構造的欠陥
がなく、磁性材料の占積率が向上された磁気異方性材料
を得ることができる磁気異方性材料の製造方法に関する
。

［従来の技術と問題点］ 銅、アルミ等の導電性材料中に鋼線等の磁性材料を一定
方向に整列させて均一に分散した複合材からなる磁気異
方性材料がある。これは、磁束の流れやすさと誘導電流
の流れやすさを兼ね備えたものとして、同期電導機のダ
ンパ、誘導雷￥Ｉ機のロータ、リニア誘導電導機の二次
導体などに使用するのに適している。そして、この場合
、導電性材料中の磁性材料の占積率が４０％以上であれ
ば、電流と磁力の両方に任意にコントロールできるので
効率が非常に良く、例えば誘導電導機のロータとして適
用すると、小型化騒音化に大きな効果のあることが実験
的に確認されている。

すなわら例えば特開昭５７−４６６５６号公報にも記載
されているように第７図および第８図に示１ように、誘
導電導機の回転子２ｏを外皮２１と鉄心２２の二重円筒
構造とし、外皮２１に径方向の透磁率μｒを周方向の透
磁率μ０より大きく形成した磁気異方性材料を用いるこ
とが知られている。

第８図において２４は鉄線、２５は鋼材料である。

第９図は鋼中の鉄の占積率と電磁気的性質の関係を一つ
の実験結果からみたちのである。この場合外皮を構成す
る磁気貸方性材料は、径方向に長い鉄線あるいｔ、を鋼
線を放射状に並べ、その間に銅やアアルミニウムなどの
導電性材料を鋳込／υで成形していたちのであるが、鉄
線あるいは鋼線を放射状に整列配置することは難しく、
鉄線あるいは鋼線の並べ方によっては透磁率が大きく変
わるため、仝体的に均質な所定の透磁率を有するこの種
材料を得ることは難しかった。また、導電性材料中の磁
性材料の占積率を４０％以上にすることは品質との関係
で技術的に非常に困梵であった。

すなわち磁性材料の占積率を上げるため例えば鋼線の多
数本を密に整列配置したものを用意しこれを溶融した銅
やアルミで鋳込むと、鋼線が密に整列配置されしかもａ
ＡＩ！１１の表面が酸化されていることもあって溶融し
た銅やアルミが鋼線の奥に十分しみ込んでいかず、内部
に巣ができて鋼線と銅あるいはアルミとの接合の悪いも
のが出来るという問題があった。またこのように磁気異
方性材料は導電性材料中に磁性材料がそれぞれ分離した
状態で均一に分散配置されていることが特性上必要であ
るが、前記したように溶融した銅やアルミが鋼線のに奥
に充分しみ込んでいかないと整列配置時に鋼線同志が接
触した状態にあったものが鋳造後もそのまま残るため、
磁気異方性材料本来の特性を十分発揮出来ないという問
題があった。これに対しｉ造材料の品質を向上させるた
め鋼線の多数本をやや間隔を粗くして整列配置した場合
には、銅やアルミの鋳込みにより巣はできないが、Ｖｉ
造製品における鋼線の占積率は２０〜３０％が限度でそ
れ以、トの占積率の向上は望めないという問題があった
。

［発明の目的］ 本発明の目的は前記した従来技術の欠点を解消し、磁性
材料の周上に導電性材料を被覆した複合線を用い、これ
に加えて粉末冶金法を利用することにより、電磁気的に
均質で欠陥のない健全な磁気異方性材料を得ることがで
き、しかも磁性材料の占積率を向上させることができる
磁気異方竹材料の製造方法を提供することにある。

［発明の概要１ すなわら、本発明は磁性材料の周上に導電性材料を被覆
した複合線を用い、これの多数本を一定方尚に整列配置
すると共にこれら複合線の間隙に前記導電性材ｒ１の粉
末を充填し、これを加圧して前記複合線および粉末を冶
金学的に一体化するようにしたものである。

またもう一つの本発明は例えば第７図に示すように筒形
導電性材料中に磁性材料を放射状に配置した磁気異方性
材料の製造方法として右利な方法であり、すなわら中心
になる軸′を設定し、磁性材料の周上に導電性材料を被
覆した複合線の多数本を前記軸を中心とする半径方向に
整列配置すると共にこれら複合線の間隙に前記導電性材
料の粉末を充填し、これを加圧して前記複合線およ、び
粉末を冶金学的に一体化するようにしたものである。

磁性材料の周上に導電性材料を被覆した複合線としては
例えば銅被鉄心るいは鋼線、アルミ被鉄あるいは鋼線が
使用される。

したがって、このような複合線を使用した場合には、導
電性材料の粉末としては銅粉あるいはアアルミ粉が使用
される。

なお、前記複合線に使用される導電性材料と前記導電性
材料の粉末は完全に同じ組成でなければならないという
ものではない。いわゆる同一金属としての特性特に導電
性と接着上の右利性を十分備えていれば両者の一方ある
いは双方の組成が多少異なっていても差し支えない。

導電性材料の粉末としては粉末だけのもののほかに粉末
の中にバインダーを含有したスラリー状のものを使用す
ることができる。バインダーを含有したスラリー状のも
のの使用は本来品質面からは好ましくないのであるが、
製造技術面からは次のような利点がある。すなわち粉末
の中に複合線の多数本を一定方向に整列配置し、しかも
これらを立体化していくことは一般的にいって技術的に
非常に難しいことであるが、粉末が適当にバインダーを
含有したスラリー状のものであるとそのような整列配置
作業も比較的容易に行うことができる。

また、このような整列配置作業には粉末としてスラリー
状のものを使用することのほかに粉末と同じ１ｍ性材料
のスペーサを使用することも複合線のズレを防止し整列
配置作業を容易化するうえで大きな効果がある。

［実施例１ 以下本発明を第１図〜第６図に示す実施例により説明す
る。

まず、磁性材料の周上に導電性材料を被覆した複合線と
しては、第３図に示すように直径１．４Ｍの鋼線１の周
上に銅被覆２を有する外径１．６馴の複合線３を使用し
、この複合線３を２５８の長さに切断し、これを必要本
数用意すると共にそれぞれ洗滌により表面処理を行う。

一方、導電性材料の粉末としては、粒度３５０メツシユ
の銅粉中にメチルセルロース３％水溶液をバインダーと
して含有せしめ、混練りにより銅粉１００ｇに対しメチ
ルセルロース３０ｃｃの割合で含有せしめてなる銅スラ
リーを用意する。

上記の準備を終えた後、第１図に示す加圧装置４に複合
線３および銅スラリー５（第４図参照）を詰め込み、粉
末冶金法による加圧を行う。

すなわち、この加圧装置４の金型中子（外径５４履）６
と金型ケース（内径１１２ＮＲ）７の間に形成された環
状空間８内にまず銅スラリー５を６５９入れて平滑に敷
設する。銅スラリー５を平滑に敷設するには押型９を用
いて銅スラリー５軽く押圧するとよい。

次に銅スラリー５を平滑にしたらその上へ１０６本の複
合線３を第２図に示ように中子７を中心とする半径方向
に放射状に整列配置する。これが終ったら再度押型９を
用いて複合線３を銅スラリーへ５の中に押し込み固定す
る。以下同じようにして銅スラリー５と複合線３を前記
環状空間８内に交互に入れていくことにより、複合線相
互の間隙を銅スラリーで充填しながら多数の複合線３の
積層立体化を行う。この一部を断面で示したのが第４図
である。

第１図は複合線化３と銅スラリー５が管状空間８内の所
定の高さまで密に詰め込まれた状態を示し、この様にし
たらこれをそのままいったん室内温度５０〜１００℃の
雰囲気炉に入れて２４　）ｔ　ｒ予熱保持する。１０は
雰囲気炉のヒーターである。予熱終了後、環状空間８内
の複合線３および銅スラリー５を押型９および油圧シリ
ンダー１１を用いてプレス覆る。プレス終了後、今度は
室内温度９００〜１０００℃の雰囲気炉に入れて２時間
保持した後、再度プレスを行う。

このようにして加圧、焼結を終えたら降温後、所定の形
状、寸法に仕トげ、磁気異方性材料とじて使用する。

ここで銅スラリーの充填固は複合線３の被覆とともに磁
性材料の占積率に関係するので、複合線３のサイズ、磁
気異方性材料によって構成される製品例えば回転子の形
状、性能等によって任意に調整することが望ましい。

第５図および第６図は銅スラリーに変えて銅粉１２を使
用した場合の例をそれぞれ示したものである。この場合
、これまでの説明からも明らかなように粉末中に複合線
を整列配置し積層させていくことは非常に難しいく複合
線の位置がズレやすく安定しない）作業なので、銅粉と
同じ銅製の箔状のスペーサ１３あるいは１４を用いて複
合線３の位置の安定化を図ったものである。複合１１３
の左右への位置ズレ防止という点では第６図に示すよう
な溝付スペーサ１４を用いることが望ましい。

粉末冶金法による加圧には上記のほかに熱間静水圧加工
（ｌｌｏｔ　ｌ５ｏｓｔａｔｉｃ　Ｐｒｅｓｓ　）があ
るが、この方法により例えば次の条件で加圧、焼結を行
うと、抗折力と硬度の向上が図られ材料としての品質の
向上を期待することができる。

・真　空：０．１〜ｏ、ｏｉ噛ＨＯ ４カニ１０００〜２０００ＫＱ／Ｃｍ２・加熱温度：５
００〜９００℃ ・時　間：２〜５Ｈｒ 上記実施例においては主に磁性材料を半径方向に放射状
に設置した構造の磁気異方性材料について述べてきたが
、磁性材料を平行状に配置した構造の磁気異方性材料も
あり、これについても本発明の適用が可能なことは勿論
である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明の磁気異方性材料
の製造方法によれば、磁性材料の周上に導電性材料を被
覆した複合線を使用することにより、磁性材料の表面酸
化の問題がな（導電性材料と磁性材料の接着は・はもち
ろん良好であると共に、粉末冶金法による全体の加圧接
着も導電性材料同志をして行わしめるために接着が良好
であり、突梁等の欠陥のない健全な製品を容易に得るこ
とができる。

また、このように接着が良好なため、全体として磁性材
料のｍを増やすことができ、これにより磁性材料の占積
率を向上させることができる。また複合線の使用により
磁性材料同志の接着の問題がなく、導電性材料中に磁性
材料が均一に分散配置されるため、電磁気的に均質で特
性の安定した磁気異方性材料を容易に得ることができる
。そして本発明の方法によれば全体として磁性材料の占
積率を４０％以上に向上することが可能であり、その結
果、同期電導機、誘導電導機、リニア誘導電導機等の効
率を向上することができて小型騒音化される等の優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明磁気異方性材料の製造方法の一実施例説
明図、第２図は第１図中Ａ−Ａ′断面図、第３図は複合
線の構造説明図、第４図は第１図中Ｂ−Ｂ　′拡大断面
図、第５図および第６図はそれぞれ本発明方法の他の実
施例説明図、第６図はそれぞれ本発明方法の他の実施例
説明図、第７図は電気機械部品を示す一部破断斜視図、
第８図は第７図のＱ枠内を拡大して示す斜視図第９図は
鉄の占積率と当時率及び抵抗率の関係を示す曲線図であ
る。 代理人　弁理士　佐　藤　不二雄 ｌＯ仁−２−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性材料の周上に導電性材料を被覆した複合線の
   多数本を一定方向に整列配置すると共にこれら複合線の
   間隙に前記導電性材料の粉末を充填し、これを加圧して
   前記複合線および粉末わ冶金学的に一体化することを特
   徴とする磁気異方性材料の製造方法。
2. （２）中心になる軸を設定し、磁性材料の周上に導電性
   材料を被覆した複合線の多数本を前記軸を中心とする半
   径方向に放射状に整列配置すると共にこれら複合線の間
   隙に前記導電性材料の粉末を充填し、これを加圧して前
   記複合線および粉末を冶金学的に一体化することを特徴
   とする磁気異方性材料の製造方法。
3. （３）粉末がバインダーを含有したスラリー状のもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項又は第
   （２）項記載の磁気異方性材料の製造方法。