KR102582964B1

KR102582964B1 - 자성 쐐기, 회전 전기 및 자성 쐐기의 제조 방법

Info

Publication number: KR102582964B1
Application number: KR1020227004975A
Authority: KR
Inventors: 신 노구치; 케이코 키쿠치; 마모루 키무라; 카즈노리 니시무라
Original assignee: 가부시키가이샤 프로테리아루
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2020-08-06
Publication date: 2023-09-26
Also published as: JP2021143424A; WO2021033567A1; US20220294279A1; EP4020767A1; CN114270456A; JPWO2021033567A1; JP6880472B1; KR20220034870A; EP4020767A4

Abstract

전기 저항과 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기, 그것을 사용한 회전 전기, 및 자기 쐐기의 제조 방법을 제공한다.
복수의 Fe기 연자성 입자를 갖고, 상기 복수의 Fe기 연자성 입자는, Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M을 함유함과 아울러, 상기 원소 M을 포함하는 산화물상으로 결착되어 있는 자성 쐐기로 한다.

Description

자성 쐐기, 회전 전기 및 자성 쐐기의 제조 방법

본 발명은 회전 전기의 자기 회로에 사용되는 자성 쐐기, 그 자성 쐐기를 사용한 회전 전기, 및 그 자성 쐐기의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적인 레이디얼 갭형 회전 전기에서는, 고정자(이하, 스테이터)와 회전자(로터)를 동축으로 해서 배치하고, 로터 주위의 스테이터에, 코일을 권회한 복수의 티스를, 둘레방향 등간격으로 배치하고 있다. 또한, 티스의 로터측 선단에는 인접하는 티스의 선단을 접속하도록, 자성 쐐기를 배치하는 경우가 있다. 또한, 이 경우, 자성 쐐기는, 코일 부품 등과는 달리, 자성 쐐기 자체에는 코일을 권회하지 않고 사용된다.

이러한 자성 쐐기를 배치함으로써 로터로부터 코일에 도달하는 자속을 자기실드할 수 있어 코일의 와전류 손실을 억제할 수 있다. 또한, 자성 쐐기를 배치함으로써 스테이터와 로터 사이의 갭 내 자속 분포(특히 둘레방향의 자속 분포)를 완만하게 하여, 로터의 회전을 원활하게 할 수 있다. 이와 같이, 자성 쐐기를 배치함으로써 고효율·고성능의 회전 전기로 할 수 있다.

또한, 종래의 자성 쐐기로서는, 철분과 유리 클로스를 에폭시 수지로 고형화한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 이 자성 쐐기는, 철분의 입자 사이를 에폭시 수지로 격리함으로써 전기 저항을 높이고, 유리 클로스를 분산시킴으로써 강도를 높이고 있다.

또한, 비투자율이 큰 자성 쐐기로서는, Fe-Si 합금 분말을 수지로 고형화한 자성 쐐기가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2).

일본특허공개 소 62-77030호 공보 WO2018/008738호 공보

자성 쐐기는 코일을 양호하게 자기 실드하기 위해서, 비투자율이 높은 것이 요구됨과 아울러, 코일이나 로터의 교류 자계에 의한 와전류 손실을 억제하기 위해서, 전기 저항이 높은 것이 요구되고 있다. 게다가, 회전 전기에 배치한 자성 쐐기에는, 상기 교류 자계에 의해 굽힘 응력이 가해지므로, 굽힘 강도가 높은 것이 기대되고 있다.

특허문헌 1에서는, 전기 저항률이 10³Ωcm 정도, 3점 굽힘 강도 25kgf/mm² 정도의 자성 쐐기가 개시되어 있다. 그러나, 저손실, 고신뢰성 등의 요구에 따르기 위해서는, 새로운 고저항화, 고강도화가 요구되고 있었다.

또한, 특허문헌 2의 자성 쐐기도, 비투자율이 높고 자기 실드성은 양호하지만, 합금 분말을 수지로 고형화했을 뿐이므로, 굽힘 강도 등의 신뢰성에 과제가 있었다.

그래서, 본 발명에서는 전기 저항과 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기, 그 자성 쐐기를 사용한 회전 전기 및 그 자성 쐐기의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 자성 쐐기는, 복수의 Fe기 연자성 입자를 갖고,

상기 복수의 Fe기 연자성 입자는, Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M을 함유함과 아울러, 상기 원소 M을 포함하는 산화물상으로 결착되어 있다.

또한, 상기 자성 쐐기에서는, 상기 원소 M은 Al, Si, Cr, Zr, Hf 중 적어도 1종인 것이 바람직하다.

또한, 상기 자성 쐐기에서는, Fe-Al-Cr계 합금 입자인 것이 바람직하다.

또한, 상기 자성 쐐기에서는, 표면에 전기 절연성 피복이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 회전 전기는 상기 중 어느 하나의 자성 쐐기를 사용하고 있다.

또한, 본 발명의 자기 쐐기의 제조 방법은 Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M을 함유하는 Fe기 연자성 입자와 바인더를 혼합해서 혼합물로 하는 공정과, 상기 혼합물을 가압 성형해서 성형체로 하는 공정과, 상기 성형체에 열처리를 실시하고, 상기 Fe기 연자성 입자의 입자 사이에, 상기 Fe기 연자성 입자끼리를 결착하는 상기 Fe기 연자성 입자의 표면 산화물상을 갖는 압밀체로 하는 공정을 갖고 있다.

본 발명에 의하면, 전기 저항과 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기, 그 자성 쐐기를 사용한 회전 전기 및 그 자성 쐐기의 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태인 자성 쐐기의 외관 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태인 자성 쐐기의 단면의 확대 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시형태인 자성 쐐기의 단면의 확대 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시형태인 회전 전기의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시형태의 다른 일례인 회전 전기의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시형태의 또 다른 일례인 회전 전기의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시형태인 자성 쐐기의 제조 방법에 관한 공정 플로우이다.
도 8은 본 발명의 제 5 실시형태인 자성 쐐기의 제조 방법에 관한 공정 플로우이다.
도 9는 실시예의 단면 조직을 나타내는 SEM 사진이다.
도 10은 실시예와 비교예의 직류 자화 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예의 철손을 나타내는 그래프이다.
도 12는 전자계 해석에 사용한 회전 전기의 모델도이다.
도 13은 회전 전기의 전자계 해석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 14는 실시예와 비교예의 3점 굽힘 강도의 온도 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 15는 실시예와 비교예의 220℃에 있어서의 가열 감량을 나타내는 그래프이다.
도 16은 실시예와 비교예의 290℃에 있어서의 가열 감량을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

본 발명의 자성 쐐기는, 복수의 Fe기 연자성 입자를 갖고, 상기 복수의 Fe기 연자성 입자는, Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M을 함유함과 아울러, 상기 원소 M을 포함하는 산화물상으로 결착되어 있다.

도 1의 모식도에 나타내는 바와 같이, 자성 쐐기(100)는 예를 들면, 단면이 직사각형의 단책 형상을 하고 있다. 그리고, 자성 쐐기(100)는 후의 실시형태에서 설명하는 바와 같이, 티스의 로터측 선단을 접속하도록 해서 회전 전기에 배치되고, 단책의 길이 방향을 회전 전기의 회전축에 평행하게 해서 배치된다. 따라서, 자성 쐐기(100)의 형상은 티스와의 접속 형태에 의존해서 변화되고, 길이 능선에 단차나 테이퍼를 형성하거나, 노치를 넣거나 하는 경우도 있고, 단면을, 예를 들면 사다리꼴과 같은 다각형이나, 이형으로 하는 경우도 있다. 또한, 자성 쐐기(100)의 개략 치수는, 예를 들면 길이 방향이 20mm∼300mm, 폭방향(자로 방향)이 2mm∼20mm, 두께가 1∼5mm정도이다.

(제 1 실시형태)

도 2는 본 실시형태의 자성 쐐기(100)의 단면의 확대 모식도이다. 자성 쐐기(100)는 복수의 Fe기 연자성 입자로 구성되고, 보다 구체적으로는, Fe보다 산화되기 쉬운 원소 M을 함유하는 복수의 Fe기 연자성 입자(1)의 압밀체이다. 그리고, 압밀체의 입자 사이에, 공극(2)과, Fe기 연자성 입자(1)끼리를 결착하는 Fe기 연자성 입자의 표면 산화물상(3)을 갖고 있다. 이러한 표면 산화물상은 원소 M을 포함하는 산화물상이다.

여기에서, Fe기 연자성 입자(1)는 다른 원소보다 Fe의 함유량이 질량비로 가장 많은 연자성 합금 입자이고, Co나 Ni를 함유하는 연자성 합금 입자로 해도 된다. 단, Co나 Ni의 함유량은 Fe의 함유량을 초과해서는 안된다.

Fe기 연자성 입자(1)의 입경을 작게 함으로써 자성 쐐기(100) 자신에 발생하는 와전류 손실 저감에 유리한 한편, 입경이 작으면 입자의 제조 자체가 곤란하게 될 가능성이 있다. 그래서, 자성 쐐기(100)의 단면 관찰상에 있어서, Fe기 연자성 입자(1)의 각 입자의 최대 지름의 평균은 0.5㎛ 이상, 15㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.5㎛ 이상, 8㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 최대 지름이 40㎛를 초과하는 입자 개수 비율은 1.0% 미만인 것이 바람직하다.

또한, 여기에서 말하는 Fe기 연자성 입자(1)의 각 입자의 최대 지름의 평균이란 자성 쐐기(100)의 단면을 연마해서 현미경 관찰을 행하고, 일정한 면적의 시야 내에 존재하는 30개 이상의 입자의 최대 지름을 판독한 그들의 평균값이다.

또한, 공극(2)과 표면 산화물상(3)은 Fe기 연자성 입자(1)의 입자 사이에 존재함으로써 Fe기 연자성 입자(1)의 평균 입자 간격을 넓게 하고, 자성 쐐기(100)의 전기 저항을 높일 수 있다.

게다가, 공극(2)과 표면 산화물상(3)의 자성 쐐기 전체에 대한 체적 비율을 조정함으로써 자성 쐐기(100)의 비투자율을 조정할 수도 있다. 달리 말하면, 자성 쐐기 전체 대한 공극(2)과 표면 산화상(3)의 체적 비율과, Fe기 연자성 입자(1)의 체적 비율(이하에서는 점적률이라고 부른다)은 상보적인 관계에 있으므로, Fe기 연자성 입자(1)의 점적률을 조정함으로써 자성 쐐기(100)의 비투자율을 조정할 수도 있다.

점적률은 Fe기 연자성 입자(1)의 진밀도에 대한, 자성 쐐기(100)의 밀도의 비율(상대 밀도)로 정의된다. 점적률은 후의 실시형태에서 설명하는 바와 같이, 혼합물의 성형압 또는 성형체의 열처리 온도에 의해 조정할 수 있다.

또한, 비투자율이란 자성 쐐기(100)의 직류 B-H 곡선에 있어서, 인가 자계 160kA/m에 있어서의 자속 밀도의 값(단위:T)을 자계의 값(즉 160kA/m)으로 나누고, 또한 진공의 투자율(4π×10^-7H/m)로 나눈 값 μ이다. 또한, 비투자율로서, 자성 쐐기(100)의 포화 자속 밀도의 1/10 이하의 여자 레벨이고, 또한 자성 쐐기(100)의 자연 공명 주파수의 1/10 이하의 주파수(직류를 포함한다)로 측정된 자화 곡선(소위 마이너 루프)의 경사를, 진공의 투자율(4π×10^-7H/m)로 나눈 값 μi을 사용하는 경우도 있다. 자연 공명 주파수란 비투자율의 허수부가 극대가 되는 주파수이며, 복수의 극대가 나타나는 경우에는 가장 저주파측의 것을 채용한다.

자성 쐐기(100)의 비투자율은 높을수록 자기 실드 효과가 높아져서 손실이 저감한다. 그 반면, 비투자율이 지나치게 높으면 자속이 티스로부터 로터로 흐르지 않고 티스 사이에서 단락하고, 회전 전기의 토크가 저하한다. 이러한 효과는 자성 쐐기(100)의 두께에도 의존하고, 비투자율이 높은 자성 쐐기라도 얇게 하는 것으로 자기 저항을 조정하여 손실 저감과 토크를 어느 정도 양립할 수 있다. 또한, 자성 쐐기(100)가 지나치게 두꺼우면, 그 만큼 코일 설치 스페이스를 압박하게 되어 바람직하지 않다. 본 실시형태의 자성 쐐기는 강도가 높기 때문에, 얇게 하는 것이 특히 바람직하다. 그 때문에 자성 쐐기(100)의 두께는 예를 들면, 3mm 이하로 할 수 있다.

자성 쐐기(100)의 두께가 3mm 이하이어도 자기 실드에 의한 손실 저감 효과를 유지하기 위해서는, 자성 쐐기(100)의 비투자율 μ은 4 이상(μi에서 5 이상)인 것이 바람직하고, 7 이상(μi에서 10 이상)인 것이 보다 바람직하다. 그 때문에, 자성 쐐기(100)에 있어서의 Fe기 연자성 입자(1)의 점적률이 30% 이상인 것이 바람직하고, 50% 이상인 것이 보다 바람직하다.

한편, 자성 쐐기(100)를 지나치게 얇게 하면 내하중이 저하해서 강도 부족으로 빠질 가능성이 있다. 이러한 관점으로부터, 자성 쐐기(100)의 두께는 0.5mm 이상이 바람직하고, 1mm 이상이 보다 바람직하다. 자성 쐐기(100)의 두께가 1mm 이상이어도 회전 전기의 토크 저하를 억제하기 위해서는, 자성 쐐기(100)의 비투자율 μ은 8.0 이하(μi에서 65 이하)로 조정되어 있는 것이 바람직하고, 7.5 이하(μi에서 50 이하)로 조정되어 있는 것이 보다 바람직하다. 그리고, 7.0 이하(μi에서 35 이하)로 조정되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 그것을 위해서는, 자성 쐐기(100)에 있어서의 Fe기 연자성 입자(1)의 점적률이 90% 미만인 것이 바람직하고, 85% 이하인 것이 보다 바람직하다. 그리고, 80% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, Fe기 연자성 입자(1)는 Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M을 함유하는 입자이다. 여기서, 「Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M」이란 산화물의 표준 생성 기브스 에너지(Gibbs energy)가, Fe₂O₃보다 낮은 원소를 의미하고 있다. 이 조건을 만족시키는 원소는, 원소 M으로서 선택할 수 있지만, 과격한 반응성이나 독성이 적고, 자기 쐐기(100)를 제조하기 쉬우므로 Al, Si, Cr, Zr, Hf로부터 선택하는 것이 바람직하다.

이러한 원소 M을 함유함으로써 Fe기 연자성 입자(1)끼리를 강고하게 결착하는 양호한 표면 산화물상(3)을 용이하게 형성할 수 있다. 구체적으로는, 복수의 Fe기 연자성 입자(1)를, 성형 후에 산화함으로써 원소 M의 함유량이 Fe기 연자성 입자(1)의 내부보다 높은 표면 산화물상(3)을, 용이하게 형성할 수 있다. 특히, 원소 M에 Al을 선택한 경우, 특히 양호한 표면 산화물상(3)이 얻어지므로 바람직하다.

이러한 표면 산화물상(3)은 화학적으로 안정하고 전기 저항이 높고, Fe기 연자성 입자(1)에 강하게 밀착해서 강고한 표면 산화물상이 된다. 즉, Fe기 연자성 입자(1)의 입자 사이를 격절해서 전기 저항이 높은 자성 쐐기(100)로 할 수 있음과 아울러, Fe기 연자성 입자(1)끼리를 강고하게 결착해서 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기(100)로 할 수 있다.

여기서, 자성 쐐기(100)의 전기 저항은 높을수록 바람직하고, 체적 저항률의 값에서 10Ω·m 이상인 것이 바람직하고, 20Ω·m 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한 100Ω·m 이상인 것이 바람직하다. 그리고, 1000Ω·m 이상인 것이 보다 한층 바람직하다.

또한, 자성 쐐기(100)의 굽힘 강도도, 높을수록 바람직하고, 3점 굽힘 강도의 값에서 150MPa 이상인 것이 바람직하고, 200MPa 이상인 것이 보다 바람직하다. 그리고, 250MPa 이상인 것이 더욱 바람직하다.

여기에서, 표면 산화물상(3)의 두께는, 얇으면 입자끼리의 전기적인 격절이 작아져서, 자성 쐐기(100)의 전기 저항이 저하함과 아울러, 비투자율이 높게 되어서 공극(2)의 체적률의 조정만으로는 비투자율을 소망의 값으로 조정할 수 없게 될 가능성이 있다. 한편, 두꺼우면 비투자율이 낮아져서, 자기 실드 효과가 약해질 가능성이 있다. 그래서, 표면 산화물상(3)의 두께는, 예를 들면 0.01∼1.0㎛로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 전기 저항과 굽힘 강도가 높고, 비투자율이 조정된 자성 쐐기(100)로 할 수 있다.

또한, Fe기 연자성 입자(1)에 함유되는 원소 M의 양은 지나치게 적으면, Fe기 연자성 입자(1)를 산화해도, 원소 M의 함유량이 Fe기 연자성 입자(1)의 내부보다 높은, 양호한 표면 산화물상(3)을 형성하기 어려워지고, 지나치게 많으면, Fe 농도가 엷어지므로 Fe기 연자성 입자(1)의 포화 자속 밀도와 퀴리(curie) 온도가 저하해버릴 가능성이 있다.

그래서, Fe기 연자성 입자(1)에 함유되는 원소 M의 양은 1.0질량% 이상 20질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 양호한 표면 산화물상(3)을 용이하게 형성할 수 있고, Fe기 연자성 입자(1)의 포화 자속 밀도와 퀴리 온도를 높게 유지할 수 있다. 즉, 전기 저항과 굽힘 강도가 높고, 자기 실드성이 높은 자성 쐐기(100)로 할 수 있다.

또한, 원소 M은 1종뿐만 아니라, Al과 Cr, Si와 Cr 등의 조합에서 2종 이상 선택해도 된다. 예를 들면, Al과 Cr의 2종을 선택하고, Fe기 연자성 입자(1)를, Fe-Al-Cr계 합금 입자로 해도 된다. 이렇게 함으로써 비교적 적은 Al양으로도, 원소 M의 함유량의 합계가 Fe기 연자성 입자(1)의 내부보다 높은, 양호한 표면 산화물상(3)을 형성할 수 있다. 즉, 굽힘 강도가 높고, 비투자율이 조정된 자성 쐐기(100)로 할 수 있다. 또한, Fe-Al-Cr계 합금이란 Fe 다음으로 함유량이 많은 원소가 Cr 및 Al(순서 무관)인 합금이며, 그 밖의 원소가 Fe, Cr, Al보다 소량 함유되어 있어도 된다. Fe-Al-Cr계 합금의 조성은 이것을 특별하게 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면 Al의 함유량으로서는, 바람직하게는 2.0질량% 이상, 보다 바람직하게는 5.0질량% 이상이다. 고포화 자속 밀도를 얻는 관점으로부터는, Al의 함유량은 바람직하게는 10.0질량% 이하, 보다 바람직하게는 6.0질량% 이하이다. 또한, Cr의 함유량은 바람직하게는 1.0질량% 이상, 보다 바람직하게는 2.5질량% 이상이다. 고포화 자속 밀도를 얻는 관점으로부터는, Cr의 함유량은 바람직하게는 9.0질량% 이하, 보다 바람직하게는 4.5질량% 이하이다.

또한, 상기 원소 M에 2종 이상의 원소를 선택한 경우, 그들 함유량의 합계는, 1종을 선택한 경우와 같이, 1.0질량% 이상 20질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, Fe기 연자성 입자(1)는 상기 원소 M 이외의 원소가 첨가된 입자로 해도 좋다. 단, 이들 첨가 원소는, 원소 M보다 소량 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 화학적 방법이나 열처리 등으로 표면 처리된 입자이어도 좋다. 또한, Fe기 연자성 입자(1)는 조성이 다른 복수종의 Fe기 연자성 입자로 구성할 수도 있다.

또한, 표면 산화물상(3)은 원소 M 이외에 Fe나 그 밖의 원소를 함유하는 표면 산화물상(3)이어도 되고, 원소 M이나 Fe 등의 원소 농도는, 표면 산화물상(3)의 내부에 있어서 반드시 균일한 필요는 없다. 즉, 입계마다에 원소 농도가 다르고 있어도 된다.

이상의 설명과 같이, Fe기 연자성 입자(1)와 표면 산화물상(3)을 갖는 자성 쐐기(100)로 함으로써 전기 저항과 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기(100)로 할 수 있다. 그리고, 이들 구성과 공극(2)으로 전기 저항과 굽힘 강도가 높고, 비투자율이 조정된 자성 쐐기(100)로 할 수 있다.

종래의 자성 쐐기는, 철분을 에폭시 수지 중에 분산시키고, 연자성 입자끼리를 에폭시 수지로 결착하고 있으므로, 고온 하의 환경에서는, 수지가 연화되어서 결착 강도가 저하해버릴 가능성이 있다. 즉, 회전 전기와 같은 고온 하에서 사용하면, 굽힘 강도에 문제를 발생시킬 가능성이 있다. 이에 대하여 본 실시형태의 자성 쐐기(100)는 수지가 아니라 표면 산화물상(3)으로 입자끼리를 접합하고 있으므로, 고온 하에서 입자끼리의 결착 강도가 저하하는 것을 억제할 수 있고, 고온 하에서도 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기(100)를 제공할 수 있다. 예를 들면, 실온(25℃)으로부터 150℃로 승온했을 때의 3점 굽힘 강도의 저하율을 5% 미만, 보다 바람직하게는 3% 미만으로 할 수 있다. 또한, 실온(25℃)으로부터 200℃로 승온했을 때의 3점 굽힘 강도의 저하율도 10% 미만, 보다 바람직하게는 5% 미만으로 할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 종래의 자성 쐐기에는 수지가 포함되어 있기 때문에, 고온 환경 하에 장시간 노출되면 수지가 분해 열화해서 불가역적인 강도 저하와 치수 감소를 야기한다고 하는 과제가 있었다. 이에 대하여 본 실시형태인 수지 레스의 자성 쐐기(100)에서는 그러한 문제는 발생하지 않는다. 이 점에 있어서도, 내열성과 장기 신뢰성이 우수한 자성 쐐기(100)를 제공할 수 있다. 예를 들면, 180℃에서 1000시간 경과 후의 질량의 감량율을 0.05% 미만, 보다 바람직하게는 0.03% 미만으로 할 수 있다. 또한, 220℃에서 450시간 경과 후의 질량의 감량율도 0.1% 미만, 보다 바람직하게는 0.05% 미만으로 할 수 있다. 또한, 290℃에서 240시간 경과 후의 질량의 감량율도 1% 미만, 보다 바람직하게는 0.5% 미만으로 할 수 있다.

또한, 회전 전기의 내열 온도는, 용도나 사양에 의해 다르지만, 규격상 155℃나 180℃로 설정되는 경우가 있다. 게다가, 일부의 회전 전기에서는, 200℃ 정도에까지 상승하는 경우도 있다. 본 실시형태의 자성 쐐기(100)는 고온 하에서도 뛰어난 굽힘 강도를 유지할 수 있으므로, 지금까지 자성 쐐기를 설치할 수 없었던 최고 온도가 180℃를 초과하는 회전 전기, 또는 200℃를 초과하도록 회전 전기에도 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 자성 쐐기(100)는 상기 압밀체를 기체로서, 그 표면에 전기 절연성 피복이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 자성 쐐기(100)의 전기 저항과 강도를 더욱 높게 함과 아울러, 압밀체 표면으로부터의 입자의 탈락을 억제하여 신뢰성이 높은 자성 쐐기(100)로 할 수 있다. 피복에는, 와전류 손실을 억제하기 위해서, 수지나 산화물에 의한 전기 절연성 피복이 바람직하고, 예를 들면, 에폭시 수지에 의한 분체 도장이나, 바니시나 실리콘 수지의 함침에 의한 봉공 처리 피복 또는 금속 알콕시드를 함침시켜서 졸-겔법에 의한 무기물의 봉공 처리 피복을 채용할 수 있다. 이들 중, 수지의 고온 열화를 회피하는 관점으로부터, 졸-겔법에 의한 무기물의 봉공 처리 피복이 특히 바람직하다.

(제 2 실시형태)

다음에 본 발명의 제 2 실시형태인 자성 쐐기(200)에 관하여 설명한다. 또한, 본 실시형태의 자성 쐐기(200)와 제 1 실시형태의 자성 쐐기(100)는, 압밀체의 입자 구성만이 다르기 때문에, 확대 모식도를 이용해서만 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 같은 구성은 작용 효과가 같으므로, 같은 기호를 부여해서 설명을 생략한다.

도 3은 자성 쐐기(200)의 확대 모식도이다. 자성 쐐기(200)는 Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M을 함유하는 복수의 Fe기 연자성 입자(1)와, 복수의 비자성 입자(4)의 압밀체이다. 복수의 Fe기 연자성 입자는, 원소 M을 포함하는 산화물상으로 결착되어 있다. 도 3에 나타내는 예에서는, 복수의 Fe기 연자성 입자(1)와 복수의 비자성 입자(4)의 입자 사이에, 입자끼리를 결착하는 입자의 표면 산화물상(5), 즉, Fe기 연자성 입자(1) 또는 비자성 입자(4)의 표면 산화물상(5)과, 공극(6)을 갖고 있다.

비자성 입자(4)는 비자성을 나타내는 입자이고, 여기에서 말하는 「비자성」이란 실온에서 강자성이 아닌 것을 의미한다. 구체적으로는, 실온에서 상자성, 반자성, 반강자성 중 어느 하나의 자성을 나타내는 입자를 의미하고 있다. 또한, 비자성 입자(4)는 금속이어도 산화물 등의 비금속이어도 된다.

그리고, 비자성 입자(4)는 Fe기 연자성 입자(1)의 입자 사이에 존재함으로써 Fe기 연자성 입자(1)의 평균 입자 간격을 넓게 하고, 반자계 효과에 의해, 자성 쐐기(200)의 비투자율을 낮출 수 있다. 즉, 비자성 입자(4)의 함유량을 조정함으로써 비투자율이 조정된 자성 쐐기(200)로 할 수 있다.

또한, 비자성 입자(4)는 입경이 크면 Fe기 연자성 입자(1)끼리의 결착을 저해할 가능성이나 비투자율이 지나치게 낮아질 가능성이 있다. 한편, 입경이 작으면, 입자의 제조 자체가 곤란해질 가능성이 있다. 그래서, 자성 쐐기(200)의 단면관찰 상에 있어서, 비자성 입자(4)의 각 입자의 최대 지름의 평균은 0.5㎛ 이상, 15㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.5㎛ 이상, 8㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 최대 지름이 40㎛를 초과하는 입자 개수 비율은 1.0% 미만인 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 강도를 유지하면서 비투자율이 조정된 자성 쐐기(200)로 할 수 있다.

또한, 비자성 입자(4)의 평균 입경은 Fe기 연자성 입자(1)의 평균 입경보다 작게 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 비자성 입자(4)가 Fe기 연자성 입자(1)의 입자 사이에 들어가기 쉬워져, Fe기 연자성 입자(1)의 입자간 거리를 보다 균일하게 해서, 안정한 자기 특성을 나타내는 자성 쐐기(200)로 할 수 있다.

또한, 비자성 입자(4)의 종류는 이것을 특별하게 한정하는 것은 아니지만, Fe기 연자성 입자(1)에 포함되는 원소 M, 즉, Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M을 포함하는 입자인 것이 바람직하다. 예를 들면, Al, Si, Cr, Zr, Hf로부터 선택되는 원소 M을 포함할 수 있다. 이러한 원소 M을 포함함으로써 비자성 입자(4)의 표면에, Fe기 연자성 입자(1)의 표면에 유사한, 양호한 표면 산화물상을 형성할 수 있고, Fe기 연자성 입자(1)와 비자성 분말의 입자 사이 또는 비자성 분말의 입자 사이를 강고하게 결착하여 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기(200)로 할 수 있다.

여기에서, 표면 산화물상(5)을 가짐으로써 Fe기 연자성 입자(1)의 입자 사이를 격절하고, 전기 저항이 높은 자성 쐐기(200)로 할 수 있다. 또한, 표면 산화물상(5)은 Fe기 연자성 입자(1)의 표면 산화물상(3)과 비자성 입자(4)의 표면 산화물상이 접합해서 일체화한 것이고, 인접하는 입자에 의해 성분이 다른 상이 된다. 단, Fe기 연자성 입자(1)와 비자성 입자(4)에, 같은 원소 M을 함유함으로써 표면 산화물상(5)을, 원소 M을 주체로 하는, 보다 균질한 표면 산화물상(5)으로 할 수 있다. 이것에 의해, Fe기 연자성 입자(1) 및 비자성 분말의 입자 사이를 강고하게 결착하고, 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기(200)로 할 수 있다.

또한, 비자성 입자(4)는 원소 M 단체의 입자로 하여도 되고, 원소 M을 포함하는 산화물 입자로 해도 되고, 원소 M을 함유하는 합금 입자로 해도 된다. 합금 입자로 하는 경우에는, Fe기의 합금 입자로 하고, Fe기 연자성 입자보다 원소 M의 농도를 높이고, 입자의 퀴리 온도를 실온 이하로 하는 것이 바람직하고, -20℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 그리고, -100℃ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

Fe기의 합금 입자로서는, 예를 들면 Al 또는 Cr 중 적어도 일방을 포함하는 금속 입자인 것이 바람직하고, Al과 Cr의 2종의 원소 M을 선택하고, Fe-Al-Cr계 합금 입자로 하는 것이 보다 바람직하다. 이렇게 함으로써 양호한 표면 산화물상(5)을 형성할 수 있고, 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기(200)로 할 수 있다.

본 실시형태의 자성 쐐기(200)는 제 1 실시형태의 자성 쐐기(100)와 같이, 전기 저항과 굽힘 강도가 높고, 비투자율이 조정된 자성 쐐기(200)이지만, 비자성 입자(4)를 가짐으로써 입자 사이에 공극(2)을 증가시키지 않고, Fe기 연자성 입자(1)의 평균 입자 간격을 조정할 수 있다. 이것에 의해, 굽힘 강도를 손상시키지 않고, 비투자율이 조정된 자성 쐐기(200)로 할 수 있다. 따라서, 제 1 실시형태의 자성 쐐기(100)에서는 강도면 등에 있어서 소망의 사양을 달성할 수 없는 경우에는, 본 실시형태에 의한 자성 쐐기(200)가 유효하다.

(제 3 실시형태)

다음에 본 발명의 제 3 실시형태인 회전 전기에 관하여 설명한다.

도 4는 회전 전기의 모식도이고, 회전 전기의 회전축에 수직한 단면 구조를 나타내고 있다. 회전 전기는 레이디얼 갭형 회전 전기이고, 스테이터(31)와 로터(32)를 동축으로 해서 배치하고 있다. 그리고, 스테이터(31)에는, 코일(33)을 권회한 복수의 티스(34)를 둘레 방향으로 등간격으로 배치하고 있다.

본 실시형태의 회전 전기에서는, 티스(34)의 로터(32)측 선단에, 인접한 티스(34)의 선단을 접속하도록, 제 1 실시형태의 자기 쐐기(100) 또는 제 2 실시형태의 자기 쐐기(200)를 배치하고 있다.

여기서, 티스(34)의 비투자율과 포화 자속 밀도는, 통상, 자성 쐐기(100 또는 200)의 그들 보다 높게 설계된다. 이것에 의해, 자성 쐐기(100 또는 200)에 달한 로터(32)로부터의 자속은 자성 쐐기(100 또는 200)를 경유해서 티스(34)에 유입하고, 코일에 달하는 자속이 억제되어서, 코일에 생기는 와전류 손실을 저감할 수 있다. 또한, 회전 전기의 구동 시에 있어서, 코일 전류에 의해 발생한 티스(34) 내의 자속은 대부분이 갭을 사이에 두고 로터(32)에 유입하지만, 일부는 자성 쐐기에 유인되어서 둘레 방향으로 퍼지게 된다. 이것에 의해 스테이터(31)와 로터(32) 사이의 갭 내 자속 분포가 완만하게 되고, 예를 들면 로터(32)에 영구 자석을 배치한 회전 전기에서는, 코깅을 억제할 수 있고, 또한 로터(32)에 발생하는 와전류 손을 저감할 수 있다. 또한, 예를 들면 로터(32)에 바구니형 도체를 배치한 유도형 회전 전기에서는, 2차 동손을 저감할 수 있다. 이상과 같이 본 발명에 의한 자성 쐐기(100 또는 200)를 회전 전기에 배치함으로써 손실을 저감하고, 고효율·고성능의 회전 전기로 할 수 있다.

자성 쐐기(100 또는 200)의 두께(회전 전기의 지름 방향의 치수)는 상술한 바와 같이 비투자율과의 균형에서 적당하게 설정 가능하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하하는 것 이외에, 자성 쐐기로서의 효과도 약해지므로, 두께는 1mm 이상인 것이 바람직하다. 한편, 지나치게 두꺼우면 코일(33)의 스페이스를 압박해서 동손증대의 하나의 원인이 되는 것 이외에, 자성 쐐기(100 또는 200)의 체적이 증대하므로 자성 쐐기 자체에 생기는 손실(철손)도 증대한다. 따라서, 두께는 5mm 이하가 바람직하고, 3mm 이하가 보다 바람직하고, 2mm 이하가 더욱 바람직하다.

자성 쐐기(100 또는 200)의 폭(회전 전기의 둘레 방향의 치수)은 인접하는 티스(34)의 간격에 따라서 적당하게 설정되지만, 2mm∼20mm의 범위에 있는 것이 바람직하다.

자성 쐐기(100 또는 200)의 길이(회전 전기의 축방향의 치수)도, 기본적으로는 스테이터(31)의 두께(축방향 길이)에 따라서 적당하게 설정되지만, 지나치게 길면 제작 자체가 곤란해지는 것 이외에, 회전 전기에의 부착 시에 부러지기 쉬워져서 작업성이 나빠진다. 따라서 길이는, 300mm 이하가 바람직하고, 200mm 이하가 보다 바람직하고, 100mm 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 지나치게 짧으면, 회전 전기에의 부착 시에 작업이 번잡하게 되어서 바람직하지 않다. 이러한 관점으로부터, 길이는 25mm 이상이 바람직하고, 50mm 이상이 보다 바람직하다.

또한, 자성 쐐기(100 또는 200)의 단면 형상은 직사각형에 한하지 않고, 여러가지 형상으로 할 수 있다. 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 티스(34)의 선단이 둘레 방향에 돌기를 갖는 것 같은 형상이면, 자성 쐐기(100 또는 200)의 단면 형상을 볼록형으로 해서, 도면과 같이 배치할 수도 있다. 또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 자성 쐐기(100 또는 200)의 두께를, 폭방향으로 변화시킨 형상으로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 폭방향 중앙 부근이 상대적으로 얇게 되도록 단면 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 형상으로 함으로써 티스 사이에 있어서의 자속의 과잉한 단락을 중앙 부근의 박육부에서 억제하면서, 양단의 육후부에서 자속의 공간 분포를 효과적으로 완만하게 할 수 있으므로, 높은 레벨로 토크와 효율의 양립이 실현 가능해진다. 또한, 자성 쐐기(100 또는 200)의 두께 변화의 형태로서는, 도 6의 직선적인 것 이외에도, 곡선적 또는 단계적으로 변화시키는 등, 여러가지 베리에이션(variation)이 적용 가능하다.

(제 4 실시형태)

다음에 본 발명의 제 4 실시형태인, 자성 쐐기의 제조 방법에 관하여 설명한다.

도 7은 본 실시형태의 공정 플로우이고, 제 1 실시형태의 자성 쐐기(100)를 제조하는 공정 플로우이다. 본 공정 플로우는 Fe기 연자성 분말과 바인더를 혼합해서 혼합물로 하는 공정 S11과, 혼합물을 가압 성형해서 성형체로 하는 공정 S12과, 성형체를 열처리해서 자성 쐐기(100)가 되는 압밀체로 하는 공정 S13을 갖고 있다.

우선, 공정 S11에서는, Fe기 연자성 분말과 바인더를 혼합해서 혼합물로 한다. 공정 S11에 사용하는 Fe기 연자성 분말은 자성 쐐기(100)로 Fe기 연자성 입자(1)가 되는 분말이다. Fe를 주체로 한 연자성 합금 분말이고, Co나 Ni를 함유하는 연자성 분말을 사용해도 된다. 또한, 이후의 설명에서는, Fe기 연자성 분말의 입자를 Fe기 연자성 입자(1)라고 하는 경우가 있다.

Fe기 연자성 분말에는, 평균 입경(누적 입도 분포에 있어서의 메디안 지름d50)이, 1㎛ 이상 100㎛ 이하인 분말을 사용하는 것이 바람직하고, 5㎛ 이상 30㎛ 이하의 분말을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 Fe기 연자성 분말을 사용함으로써 바람직한 평균 입경의 Fe기 연자성 입자(1)를 갖는 자성 쐐기(100)를 제조할 수 있다.

또한, Fe기 연자성 분말에는, Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M을 함유하는 분말을 사용하고, 원소 M은 예를 들면, Al, Si, Cr, Zr, Hf로부터 선택하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 공정 S13에 있어서, Fe기 연자성 입자(1)에 양호한 표면 산화물상(3)을 용이하게 형성할 수 있다. 구체적으로는, Fe기 연자성 분말의 성형체를 산화함으로써 원소 M의 함유량이 Fe기 연자성 입자(1)의 내부보다 높은 표면 산화물상(3)을, 용이하게 형성할 수 있다.

또한, Fe기 연자성 분말에 함유되는 원소 M의 양은 1.0질량% 이상 20질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 전기 저항과 굽힘 강도가 높고, 자기 실드성이 높은 자성 쐐기(100)를, 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 원소 M은 1종뿐만 아니라 2종 이상 선택해도 된다. 예를 들면, Al과 Cr의 2종을 선택하고, Fe기 연자성 분말을, Fe-Al-Cr계 합금 분말로 해도 된다. 이렇게 함으로써 굽힘 강도가 높고, 비투자율이 조정된 자성 쐐기(100)를, 용이하게 제조할 수 있다. 또한, Fe-Al-Cr계 합금이란 Fe 다음으로 함유량이 많은 원소가, Cr 및 Al(순서 무관)인 합금의 것이고, 그 밖의 원소가 Fe, Cr, Al보다 소량으로 함유되어 있어도 된다.

또한, 상기 원소 M으로서, 2종 이상의 원소를 선택한 경우, 그들 함유량의 합계는, 1종을 선택한 경우와 같이 1.0질량% 이상 20질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, Fe기 연자성 분말에는, 상기 원소 M 이외의 원소를 첨가한 분말을 사용해도 된다. 단, 이들 첨가 원소는, 원소 M보다 소량 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 화학적 방법이나 열처리 등으로 표면 처리한 입자를 포함하는 분말을 사용해도 된다.

또한, Fe기 연자성 분말에는, 성형성이 좋은 입상 분말로서, 가스 애토마이즈법이나 수 애토마이즈법에 의해 제작한 분말을 사용할 수 있다. 또한, 형상 이방성의 활용을 목적으로 한 편평 분말로서, 분쇄법에 의해 제작한 분말을 사용할 수 있다.

또한, 바인더는 공정 S12에 있어서 입자끼리를 가접착하고, 성형체에 어느 정도의 강도를 부여하기 위해서 사용된다. 또한, 바인더에는 입자 사이에 적절한 간격을 부여하는 역할도 있다. 바인더로서는, 예를 들면, 폴리비닐알콜이나 아크릴 등의 유기 바인더를 사용할 수 있다. 또한 바인더는, 혼합물 전체에 충분히 퍼져서 충분한 성형체 강도를 확보하면서, 공정 S13에 있어서, 충분히 열분해되는 양만큼 첨가하는 것이 바람직하다. 예를 들면, Fe기 연자성 분말 100중량부에 대하여 0.5∼3.0중량부만 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 공정 S11에 있어서의 혼합 방법은 공지의 혼합 방법, 혼합기를 사용할 수 있다. Fe기 연자성 분말과 바인더를 혼합한 혼합물은 바인더의 접착 작용에 의해, 넓은 입도 분포를 가진 응집 분말이 되는 경우가 있다. 그 경우, 혼합 분말을, 예를 들면 진동 체 등을 이용하여 체를 통과시키고, 소망의 2차 입자 지름의 조립 분말로 하고나서, 공정 S12에 사용해도 된다. 구형상, 또한 입경이 고른 조립 분말을 얻기 위해서는, 분무 건조를 적용하는 것이 바람직하다. 또한 혼합물에는, 공정 S12에 있어서의 분말과 금형의 마찰을 저감하기 위해서, 스테아르산, 스테아르산 염 등의 윤활제를 첨가해도 된다. 그 경우, 첨가량은 혼합분 100중량부에 대하여 0.1∼2.0중량부로 하는 것이 바람직하다. 또한, 윤활제는 공정 S11에서 혼합물에 첨가하지 않고, S12 공정에서 금형에 도포해도 된다.

다음에 공정 S12에서는, 공정 S11에서 얻어진 혼합물을 가압 성형한다. 가압 성형에는, 예를 들면 프레스기와 성형 금형을 사용할 수 있다. 가압 성형은 실온 성형으로 해도 되고, 바인더가 소실하지 않는 정도 가열한 온간 성형으로 해도 된다.

다음에 공정 S13에서는, 공정 S12에서 얻어진 성형체를 열처리해서 자성 쐐기가 되는 압밀체로 한다.

공정 S13에서는, 성형체를 열처리함으로써 성형체의 Fe 연자성 입자(1)의 입자 사이에 존재하는 바인더를 열분해하고, 입자 사이에 공극을 형성하고, 또한 열처리를 계속함으로써 Fe기 연자성 입자(1)의 입자 사이에, 공극(2)과, Fe기 연자성 입자(1)끼리를 결착하는 Fe기 연자성 입자(1)의 표면 산화물상(3)을 형성한다.

또한, 열처리는 대기 중, 산소와 불활성 가스의 혼합 기체 중 등, 산소가 존재하는 분위기 중에서 행할 수 있다. 또한, 수증기와 불활성 가스의 혼합 기체 중등, 수증기가 존재하는 분위기 중에서 행할 수도 있다.

또한 열처리는 Fe기 연자성 입자(1)의 입자 사이에, 공극(2)과, Fe기 연자성 입자(1)끼리를 결착하는 Fe기 연자성 입자(1)의 표면 산화물상(3)을 형성 가능한 온도로 가열해서 행한다. 단, 열처리 온도가 낮으면 성형 시에 성형체에 가해진 변형이 완화되지 않고 남을 가능성이 있고, 높으면 Fe기 연자성 입자(1)끼리가 소결하고, 전기 저항이 저하해서 와전류 손실이 큰 자성 쐐기(100)이 될 가능성이 있다. 그래서, 열처리 온도는 600℃∼900℃의 범위로 하는 것이 바람직하고, 700∼800℃의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태에서는 공정 S12의 성형 하중을 조정함으로써 자성 쐐기(100)의 비투자율을 조정할 수 있다. 예를 들면, 성형 하중을 작게 함으로써 성형체의 Fe기 연자성 입자(1)의 점적률, 즉, 공정 S13 후의 압밀체의 점적률을 내릴 수 있다. 그 결과, 압밀체에 있어서의 Fe기 연자성 입자(1)의 평균 입자 간격이 넓어지고, 자성 쐐기(100)의 비투자율을 낮게 조정할 수 있다. 이러한 관점으로부터, 성형 압은 1.0GPa 미만이 바람직하고, 0.7GPa 이하가 더욱 바람직하다.

또한, 본 실시형태에서는 공정 S13의 열처리 온도를 조정함으로써 자성 쐐기(100)의 비투자율을 조정할 수 있다. 예를 들면, 열처리 온도를 낮게 함으로써 성형체의 Fe기 연자성 입자(1)의 입자 사이에 형성되는 표면 산화물상(3)의 양을 적게 하고, 공정 S13 후의 압밀체의 공극(2)의 양을 많게 하고, 자성 쐐기(100)의 비투자율을 조정할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 공정 S11의 Fe기 연자성 합금 분말의 입도를 조정하고, 자성 쐐기(100)의 비투자율을 조정해도 된다. 예를 들면, 평균 입경이 보다 작은 연자성 합금 분말을 사용함으로써 성형체의 Fe기 연자성 입자(1)에 발생하는 반자계의 영향을 강하게 해서, 자성 쐐기(100)의 비투자율을 낮게 조정할 수 있다.

(제 5 실시형태)

다음에 본 발명의 제 5 실시형태인 자성 쐐기의 제조 방법에 관하여 설명한다.

도 8은 본 실시형태의 공정 플로우이고, 제 2 실시형태의 자성 쐐기(200)를 제조하는 공정 플로우이다. 본 공정 플로우는, Fe기 연자성 분말과 비자성 분말과 바인더를 혼합해서 혼합물로 하는 공정 S21과, 혼합물을 가압 성형해서 성형체로 하는 공정 S22와, 성형체를 열처리해서 자성 쐐기(200)가 되는 압밀체로 하는 공정 S23을 갖고 있다.

우선, 공정 S21에서는, Fe기 연자성 분말과 비자성 분말과 바인더를 혼합해서 혼합물로 한다. 공정 S21에 제공되는 Fe기 연자성 분말은 자성 쐐기(200)에 있어서 Fe기 연자성 입자(1)가 되는 분말이고, 제 4 실시형태에서 설명한 Fe기 연자성 분말과 같다. 또한, 이후의 설명에서는, Fe기 연자성 분말의 입자를 Fe기 연자성 입자(1), 비자성 분말의 입자를 비자성 입자(4)라고 하는 경우가 있다.

비자성 분말에는, 평균 입경(누적 입도 분포에 있어서의 메디안 지름 d50)이, 1㎛ 이상 80㎛ 이하인 분말을 사용하는 것이 바람직하고, 3㎛ 이상 20㎛ 이하인 분말을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 비자성 분말을 사용함으로써 바람직한 평균 입경의 비자성 입자(4)를 갖는 자성 쐐기(200)를 제조할 수 있다.

또한, 비자성 분말에는, Fe기 연자성 분말의 평균 입경보다 작은 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 혼합물을 제작했을 때, 비자성 입자(4)가 Fe기 연자성 입자(1)의 입자 사이에 분산되기 쉬워지고, Fe기 연자성 입자(1)의 입자 간 거리를 보다 균일하게 해서, 안정한 자기 특성을 나타내는 자성 쐐기(200)를 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 비자성 분말에는, Fe기 연자성 분말에 포함되는 원소 M, 즉, Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M을 포함하는 분말을 사용하고, 원소 M은 예를 들면 Al, Si, Cr, Zr, Hf로부터 선택하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기(200)를 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 비자성 분말에는, 원소 M 단체의 분말을 사용해도 되고, 원소 M을 함유하는 합금 분말을 사용해도 된다. 합금 분말을 사용하는 경우에는, Fe기의 합금 분말로 하고, 퀴리 온도가 실온 이하가 되도록 원소 M의 함유량이 높은 분말로 하는 것이 바람직하다.

또한, Fe기의 합금 분말로서는, 예를 들면 Al과 Cr의 2종의 원소 M을 선택하고, Fe-Al-Cr계 합금 분말을 사용해도 된다. 이렇게 함으로써 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기(200)를 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 비자성 분말에는, 상기 원소 M 이외의 원소를 첨가한 분말을 사용해도 된다. 또한, 화학적 방법이나 열처리 등에서 표면 처리한 입자를 포함하는 분말을 사용해도 된다.

또한, 비자성 분말에는, 성형성이 좋은 입상 분말로서, 가스 애토마이즈법이나 수 애토마이즈법에 의해 제작한 분말을 사용할 수 있다. 또한, 형상 이방성의 활용을 목적으로 한 편평 분말로서, 분쇄법에 의해 제작한 분말을 사용할 수 있다.

또한, 공정 S21에 제공되는 바인더는, 공정 S22에서 입자끼리를 적절한 간격으로 가접착하고, 성형체에 강도를 부여하기 위해서, 예를 들면 폴리비닐알콜이나 아크릴 등의 유기 바인더를 사용할 수 있다. 또한, 바인더는 혼합물 전체에 충분하게 퍼져서 충분한 성형체 강도를 확보하면서, 공정 S23에 있어서, 충분히 열분해되는 양만 첨가하는 것이 바람직하다. 예를 들면, Fe기 연자성 분말과 비자성 분말을 합친 100중량부에 대하여 0.5∼3.0중량부만 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 공정 S21에 있어서의 혼합 방법은 제 4 실시형태의 공정 S11과 같은 혼합 방법을 사용할 수 있다. 윤활제의 첨가량에 관해서도 같다.

다음에 공정 S22에서는, 공정 S21에서 얻어진 혼합물을 가압 성형한다. 가압 성형에는, 제 4 실시형태의 공정 S12과 같은 가압 성형을 사용할 수 있다.

다음에 공정 S23에서는, 공정 S22에서 얻어진 성형체를 열처리해서 자성 쐐기가 되는 압밀체로 한다. 비자성 입자(4)에, 금속의 비자성 입자(4)를 사용하면, 압밀체를 성형했을 때, 비자성 입자(4)가 소성 변형할 가능성이 있고, 이것에 의해 자성 쐐기(200)의 강도를 높게 할 수 있을 가능성이 있다.

공정 S23에서는, 성형체를 열처리함으로써 성형체 내의 입자 사이에 존재하는 바인더를 열분해하고, 입자 사이에 공극(6)을 형성하고, 또한 열처리를 계속함으로써 입자 사이에 이들 입자끼리를 결착하는 이들 입자의 표면 산화물상(5)을 형성한다. 또한, 열처리에는, 제 4 실시형태의 공정 S13과 같은 방법을 사용할 수 있다.

본 실시형태에서는 공정 S21에 있어서 비자성 분말의 혼합비를 조정하고, 자성 쐐기(200)의 비투자율을 조정할 수 있다. 예를 들면, 비자성 분말의 혼합비를 증가함으로써 공정 S23 후의 압밀체에 있어서의 Fe기 연자성 입자(1)의 평균 입자간격을 크게 하고, 자성 쐐기(200)의 비투자율을 낮게 조정할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 공정 S22의 성형 하중을 조정하고, 자성 쐐기(200)의 비투자율을 조정해도 좋다. 예를 들면, 성형 하중을 작게 함으로써 성형체의 Fe기 연자성 입자(1)의 입자 간의 공극량, 즉, 공정 S23 후의 압밀체의 공극량을 많게 하고, 공정 S23 후의 압밀체에 있어서의 Fe기 연자성 입자(1)의 평균 입자 간격을 크게 하고, 자성 쐐기(200)의 비투자율을 낮게 조정할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 공정 S23의 열처리 온도를 조정하고, 자성 쐐기(200)의 비투자율을 조정해도 된다. 예를 들면, 열처리 온도를 낮게 함으로써 성형체의 Fe기 연자성 입자(1)의 입자 사이에 형성되는 표면 산화물상(3)의 양을 적게 하고, 공정 S23 후의 압밀체의 공극(6)의 양을 많게 하고, 공정 S23 후의 압밀체에 있어서의 Fe기 연자성 입자(1)의 평균 입자 간격을 크게 하고, 자성 쐐기(200)의 비투자율을 낮게 조정할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 공정 S11의 Fe기 연자성 합금 분말의 입도를 조정하고, 자성 쐐기(100)의 비투자율을 조정해도 된다. 예를 들면, 평균 입경이 작은 연자성 합금 분말을 사용함으로써 성형체의 Fe기 연자성 입자(1)에 발생하는 반자계의 영향을 강하게 해서, 자성 쐐기(100)의 비투자율을 낮게 조정할 수 있다.

실시예

이하에, Fe기 연자성 입자로서 Fe-Al-Cr계 합금을 사용한 제 1 실시형태의 실시예를 나타낸다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 재료나 배합량 등은 특별하게 한정적인 기술이 없는 한은 본 발명의 범위를 그들만으로 한정하는 취지의 것이 아니다.

(시료의 제작 방법)

고압수 애토마이즈법에 의해, Fe-5% Al-4% Cr(질량%)의 합금 분말을 제작했다. 구체적인 제작 조건은 다음과 같다. 출탕(出湯) 온도 1650℃(융점 1500℃), 용탕 노즐 지름 3mm, 출탕 속도 10kg/분, 수압 90MPa, 수량 130L/분이었다. 또한, 원료의 용해 및 출탕은 Ar 분위기 하에서 행했다. 제작한 분말의 평균 입경(메디안 지름)은 12㎛, 분말 비표면적은 0.4m²/g, 분말의 진밀도는 7.3g/cm³, 분말의 함유 산소량은 0.3%이었다.

본 원료 분말에 폴리비닐알콜(PVA)과 이온 교환수를 가해서 슬러리를 제작하고, 스프레이 드라이어로 분무 건조를 행해서 조립 분말을 얻었다. 원료 분말을 100중량부로하면 PVA 첨가량은 0.75중량부이다. 이 조립 분말에 0.4중량부의 비율로 스테아르산 아연을 첨가하고, 혼합했다. 이 혼합 분말을 금형에 충전하고, 실온에서 성형 압력 0.9GPa로 프레스 성형했다. 제작한 성형체에, 대기 중 750℃×1시간의 열처리를 실시했다. 이 때의 승온 속도는 250℃/h로 했다. 열처리 후의 압밀체에 포함되는 산소량은 2%이었다.

제작한 시료의 치수는 이하와 같다.

굽힘 강도·가열 감량 평가용 시료: 폭 2.0mm×길이 25.5mm×두께 1.0mm

직류 자화 곡선 평가용 시료: 사방 10mm ×두께 1.0mm

자심 손실·전기 저항 평가용 시료: 외경 13.4mm×내경 7.7mm×두께 2.0mm (링형상)

(실시예의 단면 조직)

상기한 바와 같이 제작한 실시예에 대해서, 주사 전자 현미경(SEM/EDX)을 이용하여 단면 관찰을 행하고, 동시에 각 구성 원소의 분포를 조사했다. 결과를 도 9에 나타낸다. 도 9(a)는 SEM상이고, 도 9(b)∼(e)는 각각 Fe(철), Al(알루미늄), Cr(크롬), O(산소)의 분포를 나타내는 매핑상이다. 밝은 색조일수록 대상 원소가 많은 것을 나타낸다. 도 9로부터, Fe기 연자성 입자 간의 입계에는 알루미늄과 산소가 많고, 산화물상이 형성되어 있는 것이 확인된다. 또한, 각 연자성 입자끼리가 이 산화물상을 통해서 결합하고 있는 양자가 확인된다.

(비교예)

비교예로서 시판의 자성 쐐기재인 자성 적층판을 사용했다. 이 자성 쐐기는 유리 에폭시 기판 중에 철분을 분산시킨 것이고, 두께 3.2mm의 판재로부터 각종 측정용에 필요한 사이즈를 잘라내서 사용했다.

(밀도·전기 저항)

상기 실시예의 시료의 밀도는 6.4g/cm³이었다. 시료의 밀도를 상기의 분말 진밀도에서 나눈 값인 점적률(상대 밀도)은 88%이었다. 한편, 비교예의 밀도는 3.7g/cm³이었다.

또한, 상기의 링형상 시료를 사용해서 측정한 실시예의 전기 저항률은 3×10⁴Ω·m이었다. 또한 전기 저항률은 링형상 시료의 대향하는 2평면에 도전성 접착제를 도포해서 전극을 형성하고, Advantest Corporation 제작 디지털 초고저항계 R8340로 측정한 50V 인가 시의 저항값 R(Ω)을 이용하여, 다음 식에서 전기 저항률ρ(Ω·m)을 산출했다.

ρ(Ω·m)=R×A/t

여기에서 A는 링형상 시료의 평면의 면적(m²), t는 시료의 두께(m)이다.

한편, 비교예의 전기 저항은 지나치게 낮아서 상기의 초고전기 저항계에서는 측정할 수 없었기 때문에, HIOKI E.E. Corporation 제작 저항계 RM 3545을 사용해서 측정했다. 측정에 제공한 시료는 사방 10mm로 잘라낸 판재의 양면에 전극을 형성한 것이다. 상기 전극에 상기 저항계의 프로브를 밀착시켜서 판두께 방향의 전기 저항값을 측정하고, 상기 식으로부터 비교예의 전기 저항률을 산출한 바, 9×10^-3Ω·m이었다.

(직류 자화 곡선)

시료의 직류 자화 곡선(B-H 곡선)은 직류 자기 자속계(TOEI-KOGYO.Co.LTD. 제작 TRF-5AH)를 이용하여, 상기의 사방 10mm 시료를 전자석의 자극에 끼워, 최대인가 자계 500kA/m로 측정했다.

실온에서의 측정 결과를 도 10에 나타낸다. 동 도면에는 비교예의 B-H 곡선도 함께 나타낸다. 인가 자계 160kA/m에 있어서의 자속 밀도의 값은 실시예가 1.60T, 비교예가 0.76T이었다. 따라서 비투자율 μ은 실시예가 8.0, 비교예가 3.8이었다.

또한 f=1kHz, Bm=0.07T로 측정한 교류 자화 곡선(마이너 루프)으로부터 구한 시료의 비투자율 μi는 59이었다. 실시예의 자연 공명 주파수는 150MHz이었다. 또한, 비교예의 자심 손실도 같은 방법으로 측정을 시험해 보았지만 투자율이 지나치게 낮아서 측정 곤란이었다.

(자심 손실)

상기 실시예의 링형상 시료에, 폴리우레탄 피복 동선을 이용하여 1차 권선과 2차 권선을 실시했다. 권회수는 1차측, 2차측 모두 50턴으로 했다. 이 시료를, 대전류 바이폴러 전원(NF 회로 설계 블록 제작 BP4660)을 구비한 B-H 어날라이저(IFG사 제작 BH-550)에 접속해서 철손 Pcv를 측정했다. 측정 조건은 주파수 f=50Hz∼1kHz, 최대 자속 밀도 Bm=0.05∼1.55T이다. 또한, 1차 권선의 쥴(joule) 열에 의한 시료 승온을 막기 위해서, 냉매 온도를 23℃에 유지한 냉각 조(Julabo 제작 고저온 써큐레이터 FP50-HE)에 시료를 침지해서 철손을 측정했다. 냉매에는 실리콘 오일(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제작, KF96-20cs)을 사용했다.

측정 결과를 도 11에 나타낸다. 도면 중의 백색원이 측정값이다. 도면과 같이 Bm의 높은 영역에서는 자기 포화에 가까워지기 때문에 Pcv가 서서히 포화하는 경향을 나타내고 있다. 다음 항의 모터 특성 시뮬레이션에서는, 실시예의 철손으로서 이 실측값을 사용했다. 또한, 실측으로 측정할 수 있었던 것은 Bm=1.55T까지이었지만, 모터 내부에서 자성 쐐기는 전자 강판의 포화 자속 밀도에 상당하는 2T정도까지 자화될 가능성이 있다. 그래서, 1.55T를 초과하는 고 Bm측의 Pcv값에 대해서는, 측정 결과를 최소 제곱법으로 이하의 식에 적용시키고, 이 식의 외삽값을 사용했다.

실시예: Pcv=6.9f/(1+(1.28/Bm)²)

여기서, Pcv의 단위는 kW/m³, Bm의 단위는 T, f의 단위는 Hz이다.

도 11 중의 실선이 이 식의 계산값이다.

비교예의 철손도 상기와 같은 방법으로 측정했다. 측정에 제공한 시료는 외경 20mm, 내경 14mm, 두께 3.2mm의 링형상이며, 이것에 1차 권선, 2차 권선 모두 85턴의 권선을 실시했다. 비교예는 투자율이 실시예보다 낮기 때문에, 측정할 수 있었던 최대 자속 밀도 Bm는 0.6T까지이었지만, 측정값은 실시예의 Pcv의 약 2배이었다. 다음 항의 모터 특성 시뮬레이션에서는, 비교예의 철손으로서 이 실측값을 사용했다. 또한, Bm>0.6T에 있어서의 Pcv값에 관해서는 실시예와 같이 측정 결과를 이하의 식에 적용하고, 이 식의 외부 삽입값을 사용했다.

비교예: Pcv=6.7f/1+(1.1/Bm)^1.58)

(회전 전기 특성 시뮬레이션)

유도형 회전 전기에 실시예 또는 비교예의 자성 쐐기를 설치한 경우의 특성(효율과 토크)을 유한 요소법에 의한 전자계 시뮬레이션을 이용하여 산출했다. 그 때, 자성 쐐기(100)의 자기 특성으로서 도 10의 자화 곡선과 전항 기재의 철손값을 계산에 도입했다.

전자계 시뮬레이션에 제공한 유도형 회전 전기의 제원은 이하와 같다.

스테이터: 직경 450mm×높이 162mm

극수: 4

슬롯수: 36

로터 및 스테이터 재질: 전자 강판(50A1000)

회전 전기 출력: 150kW

회전수: 1425rpm

도 12에, 본 시뮬레이션에서 사용한 자성 쐐기(100)의 설치 위치를 나타낸다.

자성 쐐기의 폭(회전 전기의 둘레방향의 길이)은 7.0mm, 두께(회전 전기의 지름 방향의 길이)는 0.0mm(자성 쐐기 없음), 1.5mm, 3.0mm으로 바꾸어서 계산했다.

(회전 전기 특성 시뮬레이션 결과)

도 13에 전자계 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 이 도면은 횡축에 회전 전기의 효율, 종축에 회전 전기의 토크를 취해서 계산 결과를 플롯한 것이다. 종축의 토크는 자성 쐐기 없음의 경우의 토크값에서 규격화한 값을 나타내고 있다. 두께 3mm의 실시예와 비교예를 비교한 경우, 실시예에서는 고효율이 얻어지는 반면, 토크는 비교예보다 저하했다. 이것은 비투자율이 높은 실시예에서는, 티스 간에서의 자속 단락이 비교예보다 많아진 것이 원인이라 생각된다. 그래서 자속 단락을 억제하는 것을 목적으로 실시예의 두께를 1.5mm로 얇게 한 바, 비교예와 동등한 효율과 토크가 얻어졌다.

이상과 같이, 투자율이 높은 실시예를 자성 쐐기(100)에 사용한 다음, 자성 쐐기(100)의 두께를 얇게 조정함으로써, 토크의 저하를 억제하면서 효율을 향상시킬 수 있다. 게다가, 본 전자계 시뮬레이션에는 포함되어 있지 않지만, 자성 쐐기(100)가 얇아지면 그 만큼 코일(33)의 스페이스가 증가하므로, 코일선 지름을 크게 하는 등에 의해 코일의 전기 저항을 내릴 수 있으므로, 새로운 효율의 향상도 기대할 수 있다.

(굽힘 강도의 온도 의존성)

상술의 막대 형상 시료를 사용하고, 만능 시험기(Instron 제작 5969형)를 사용해서 실온으로부터 200℃에서의 3점 굽힘 강도를 측정했다. 측정 조건은 로드셀 용량 500N, 지점 지름 4mm, 압자 지름 10mm, 지점간 거리 16mm, 시험 속도 0.5mm/분이다. 파단 시의 하중 W(N)으로부터, 다음 식에서 3점 굽힘 강도 σ를 산출했다.

σ=3LW/(2bh²)

여기에서, L은 지점 간 거리, b는 시료의 폭, h는 시료의 두께이다.

이상과 같이 해서 구한 실시예의 3점 굽힘 강도를 도 14에 나타낸다. 도면에는 비교예의 3점 굽힘 강도도 함께 나타냈다. 도면과 같이 , 수지를 포함하는 비교예의 3점 굽힘 강도는 온도 상승에 의해 현저하게 저하하는 것에 대해서, 본 실시형태인 수지 레스의 실시예는 200℃의 고온에서도 강도 저하는 없고, 실온과 동등한 고강도를 유지하고 있다.

(가열 감량)

모터의 구동 시에는 그 내부 온도가 상승하기 때문에 고온 환경 하에 장시간 노출되어도 특성 열화를 발생시키지 않는 내구성이 자성 쐐기에는 요구된다. 이 내구성을 평가하기 위해서, 상술의 막대 형상 시료를 이용하여 에이징에 의한 질량 변화(가열 감량)의 측정을 행했다. 에이징은 공기 중에서 220℃ 및 290℃에서 행하고, 일정 시간 경과마다에 시료를 인출해서 냉각하고, 실온에서 질량 측정을 행했다. 여기서, 가열 온도를 220℃와 290℃로 설정한 이유는 다음과 같다. 220℃는 모터의 내부 온도가 도달할 수 있는 최고 온도이고, 290℃는 가열 감량의 가속 시험을 행하기 위해서이다. 질량 측정에는 최소 표시 0.01mg의 전자 천칭(Shimadzu Corporation 제작 AUW220D)을 사용했다. 또한, 실시예의 막대 형상 시료는 질량이 0.3g 정도로 작으므로, 측정의 신뢰성 확보를 위해 시료수를 5개로 했다.

220℃에서의 측정 결과를 도 15에, 290℃에서의 측정 결과를 도 16에 나타낸다. 어느 쪽의 도면에 있어서도, 실시예의 데이터는 시료 5개의 평균값이다. 또한 도면에는 비교예의 측정 결과도 함께 나타낸다. 220℃의 경우, 456시간 경과 후에 비교예의 중량은 0.56% 감소하는 것에 대해, 실시예의 중량 변화는 0.05% 미만에 머무르고 있다. 290℃에서는 중량 변화의 차가 현저하게 되고, 240시간 경과 후에 있어서 비교예의 중량 감소는 10% 이상이 되는 것에 대해, 실시예의 중량 변화는 역시 0.05% 미만에 머물렀다.

또한, 상기의 290℃ 에이징 후에 3점 굽힘 강도를 측정한 바, 실시예에서는 에이징 전과 굽힘 강도에 변화가 보이지 않은 것에 대해서, 비교예는 손으로 잡기만 해도 부러져 버릴 정도로 강도가 저하하고 있었다.

이상과 같이 본 실시예는 비교예보다 고온 장시간의 에이징에 대한 내구성이 우수하고, 자성 쐐기로서 보다 실용성이 높은 재료라고 말해진다.

(열전도율)

실시예와 비교예의 실온에서의 열확산율을 열확산율 측정 장치(Netzsch사 제작 LFA467)로 측정한 바, 실시예는 3.4mm²/s, 비교예는 0.8mm²/s이었다. 또한, 실시예와 비교예의 실온에서의 비열을 시차 주사 열량계(Netzsch 제작 DSC404F1)로 측정한 바, 실시예는 0.4J/(g·K), 비교예는 0.5J/(g·K)이었다. 열확산율과 비열, 및 상술의 밀도를 곱해서 열전도율을 구한 바, 실시예는 8.7W/(m·K), 비교예는 1.5W/(m·K)이며, 실시예는 비교예의 약 6배가 높은 열전도율을 나타냈다. 일반적으로 수지의 열전도율은 금속의 1/10 이하로 낮으므로, 본 실시예의 높은 열전도율은 수지 레스라고 하는 특징에 기인한 것이라 생각된다. 열전도율이 높고 방열성이 우수한 본 실시예를, 발열원인 갭 근방에 자성 쐐기로서 배치함으로써 효과적으로 열을 방출할 수 있고, 회전 전기의 냉각 효율을 향상시키는 효과도 기대할 수 있다. 이러한 냉각 효과는 자성 쐐기의 열전도율이 높을수록 바람직하고, 예를 들면 열전도율이 2.0W/(m·K) 이상이 바람직하고, 5.0W/(m·K) 이상이 보다 바람직하고, 8.0W/(m·K) 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 회전 전기의 스테이터를 구성하는 전자 강판의 열전도율은 일반적으로 20W/(m·K) 정도로 높기 때문에, 자성 쐐기의 열전도율이 이 값에 가까울수록 냉각 효과가 높아진다고 기대할 수 있다. 따라서, 자성 쐐기의 열전도율은 스테이터를 구성하는 자성 재료(전자 강판)의 1/10 이상인 것이 바람직하고, 1/5 이상인 것이 보다 바람직하고, 1/3 이상인 것이 더욱 바람직하다.

이상에서, 본 발명에 의하면, 자성 쐐기를 구성하는 입자끼리는 표면 산화물상으로 결착되어 있게 되므로, 전기 저항과 굽힘 강도가 높은 자성 쐐기를 제공할 수 있다. 또한, 이들 구성에 공극이 가해짐으로써 전기 저항과 굽힘 강도가 높고, 비투자율이 조정된 자성 쐐기를 제공하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명의 자성 쐐기는 수지 레스로 구성되게 되므로, 내열성, 방열성이나 장기 신뢰성에도 뛰어난 자성 쐐기로 할 수 있다.

이상, 본 발명에 대해서, 상기 실시형태를 사용하여 설명해 왔지만, 본 발명의 기술 범위는, 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 특허청구범위에 기재되어 있는 기술범위에서, 내용을 변경할 수 있는 것이다.

1: Fe기 연자성 입자
2: 공극
3: 표면 산화물상
4: 비자성 입자
5: 표면 산화물상
6: 공극
31: 스테이터
32: 로터
33: 코일
34: 티스
100, 200: 자성 쐐기
S11, S12, S13, S21, S22, S23: 공정

Claims

복수의 Fe기 연자성 입자를 갖고,
상기 복수의 Fe기 연자성 입자는 Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M을 함유함과 아울러, 상기 원소 M을 포함하는 산화물상으로 결착되고,
체적 저항률이 10Ω·m 이상인 자성 쐐기.
제 1 항에 있어서,
상기 원소 M은 Al, Si, Cr, Zr 및 Hf로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 자성 쐐기.
제 2 항에 있어서,
상기 Fe기 연자성 입자는 Fe-Al-Cr계 합금 입자인 것을 특징으로 하는 자성 쐐기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
표면에 전기절연성 피복을 갖는 것을 특징으로 하는 자성 쐐기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 자성 쐐기를 사용한 회전 전기.
Fe보다 산화하기 쉬운 원소 M을 함유하는 Fe기 연자성 입자와, 바인더를 혼합해서 혼합물로 하는 공정과,
상기 혼합물을 가압 성형해서 성형체로 하는 공정과,
상기 성형체에 열처리를 실시하고, 상기 Fe기 연자성 입자의 입자 사이에, 상기 Fe기 연자성 입자끼리를 결착하는 상기 Fe기 연자성 입자의 표면 산화물상을 갖는 압밀체로 하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 자성 쐐기의 제조 방법.