(57)【要約】【課題】  磁石とヨークの熱膨張係数の違いによる接着層の破壊を防止した磁気回路を提供する。【解決手段】  Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒは、ＳｃとＹを含む希土類元素から選ばれる元素を表す。）系希土類永久磁石とヨークを組み込んだ磁気回路であって、該永久磁石と該ヨークとの間に金属材料を含んでなる磁気回路を提供する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒは、ＳｃとＹを含む希土類元素から選ばれる元素を表す。）系希土類永久磁石とヨークを組み込んだ磁気回路であって、該永久磁石と該ヨークとの間に金属材料を含んでなる磁気回路。
【請求項２】
上記金属材料が、インバーである請求項１に記載の磁気回路。
【請求項３】
上記永久磁石と上記金属材料の間に、接着剤をさらに含んでなる請求項１又は請求項２に記載の磁気回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒは、ＳｃとＹを含む希土類元素から選ばれる元素を表す。）系希土類永久磁石を組み込んだ磁気回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石に代表される強力な永久磁石が開発され、コンピューター部品であるハードディスクドライブのヘッド駆動装置に利用されたり、医療診断装置であるＭＲＩに利用されるなど、産業上の利用分野が拡大している。これらは、永久磁石単体で使用されることは稀で、永久磁石をヨークと呼ばれるものに組み込んだ形（磁気回路）で使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類永久磁石は金属間化合物であり、粉末冶金法にて製造されるいわゆるセラミックスである。そのため、硬脆材料となり、ネジ穴の加工は不可能であり、ヨークへの固定は接着に頼っているのが実状である。したがって、永久磁石を固定するためには、接着剤の使用が必須となって、ヨークと接着して磁気回路を製造している。
一方、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石は、温度によって磁石の歪みが異なり、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石に接着剤を介しヨークを貼り付けただけでは、磁石とヨークとの材質の違いにより、応力が接着剤にかかり、接着剤が破壊され、磁石がヨークから剥がれてしまうという問題が発生していた。
上記の問題点は、特にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石が磁化方向によって伸縮があることによるものであると考えられている。
本発明は、該伸縮する希土類磁石を用いることが、従来から用いられていた希土類磁石、接着剤、ヨーク部材を用いながらも接着剤の破壊を防止した磁気回路を提供しようと考えるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の課題を鋭意検討した結果、見出されたものである。
本発明者らは、磁石が接着されるヨーク材との間に金属部材を介することにより接着剤層の破壊を防止できることを見出した。
したがって、本発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒは、ＳｃとＹを含む希土類元素から選ばれる元素を表す。）系希土類永久磁石とヨークを組み込んだ磁気回路であって、該永久磁石と該ヨークとの間に金属材料を含んでなる磁気回路を提供する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、温度上昇によってヨーク材が膨張しても、磁石と接着されている部分は金属材料であり、接着層に働く応力を軽減することができ、該応力による歪やたわみにより、磁石の剥離、寸法安定を保持することが可能となる。
本発明によれば、磁石とヨーク間の接着破壊を防止する磁気回路を製作することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に用いるＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石は、通常、５〜４０質量％のＲ（式中、ＲはＳｃとＹを含む希土類元素から選択される１種または２種以上の元素を表す。）、５０〜９０質量％のＦｅ、及び０．２〜８質量％のＢを含んでなる。
磁気特性を改善するために、好ましくは、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷなどからなる一群から選ばれる一以上の元素を加えることが多い。これらの好ましい添加量は、ＲとＦｅとＢの合計質量に対して、Ｃｏの場合３０質量％以下、その他の元素の場合には８質量％以下である。
【０００７】
本発明では、希土類磁石に金属材料を介在させてヨークに固定することを特徴としている。その理由は、金属材料であれば、希土類磁石も金属間化合物であることから、両方に強固に接着する接着剤が得易いためである。例えば、樹脂材の場合は、樹脂と金属の両方に強固に接着する接着剤は稀である。また、金属材料は機械加工が容易なため、ネジ穴加工等を行うことで容易にヨークに固定することが可能となる。セラミックス材料は機械加工が困難なことも多く、この点でも金属材料の方が優れている。
希土類磁石とヨーク材との間に介在させる金属材料としては、接着剤の応力を緩和させる金属であれば、特に問題はないが、磁性材及び非磁性材からなる金属材料を用いればよい。そのなかでもインバーと呼ばれる合金がよいが、さらに磁気回路を目的とするならば、磁性材料からなるインバーがよい。
具体的にインバーとしては、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ系、Ｃｒ−Ｆｅ−Ｍｎ系、Ｍｎ−Ｇｅ系等が挙げられる。例えば、Ｆｅ：６４．６質量％とＮｉ：３５．４質量％からなる合金、Ｆｅ：６４．２質量％とＮｉ：３１．０質量％とＣｏ：４．８質量％からなるスーパーインバー、非磁性材料としては、Ｆｅ：５．５質量％とＣｒ：９４．０質量％とＧｅ：０．５質量％からなる合金、Ｆｅ：５．０質量％とＭｎ：７５．０質量％とＧｅ：２０．０質量％からなる合金等が挙げられる。
さらに、接着剤に応力歪がかからないようにするためにも、磁石との熱膨張係数の差を１０×１０−６以下、好ましくは、磁石は非磁化方向が熱膨張係数が負であるから、−３×１０−６以上８×１０−６（１／Ｋ）以下になるような金属材料を選択することが望ましい。熱膨張率が大きすぎる金属材料を用いると、接着層が熱により破壊されて、磁石が剥離したり、ヨークと磁石との間に応力歪が生じて、磁気回路としての機能が低下する場合がある。
また、インバーの形状は、好ましくは、磁石寸法、ヨーク寸法のいずれかと同じ、又は磁石とヨークの間の寸法とすることにより、更に応力が緩和される。
【０００８】
本発明では、金属材料の磁石に固定する場合は、接着剤を用いることが好ましく、金属材料部のヨークへの固定はネジ止めまたは接着のいずれの方法も可能である。接着剤で固定した場合は、金属材料部を介することで、磁石−金属材料部間、金属材料部−ヨーク間の接着層に働く熱応力、歪応力を小さくすることができ、さらに熱膨張率を加味することにより、応力をさらに小さくでき、対剥離性が向上できるものである。
金属材料部の厚さは、ヨークに固定するためのネジの長さまたはネジの径と同じ程度にすることが望ましい。ネジの径の大きさは、磁石と接着した金属材料を固定するために必要な強度によるが、好ましくは、５〜１０ｍｍ、大きなものでは２０ｍｍ程度である。また、ヨークとネジ止めするに際し、金属材料には予めネジ穴等の加工処理を施すことが好ましい。ネジとめする場合には、ヨークと金属材料の端部に穴あけして固定される。
【０００９】
本発明によれば、磁石と金属材料を貼りあわせた構成物をヨークに固定することにより磁気回路を形成する。磁気回路の剥離・歪を防止するためにも金属材料の中でもインバー合金を用いることが望ましい。
【００１０】
磁石と金属材料の間に介する接着剤としては、特に限定するものではなく、耐熱性接着剤であればよく、具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール系等が挙げられ、接着剤としてだけでなく、フィルム状の接着フィルムを用いてもよい。
接着剤は、金属材料または磁石のどちらに塗布してもよく、必要により、加熱及び加圧処理して、半硬化、硬化させて、対面する材料を貼り合わせて磁気回路を製作することができる。
【００１１】
本願に用いるヨーク材料としては、鉄（低炭素鋼、ＳＵＳ等）やアルミ等の一般的に用いられる材料であり、ネジとめ等の加工がしやすい材料を選択するとよい。また、該ヨーク材用の表面はメッキ等の表面処理がなされていてもよい。
【００１２】
本願の磁気回路は、磁石が組み込まれた装置であるが、磁気ヘッド製造プロセス用、ＭＲＩ用、挿入光源用、半導体製造装置用の磁気回路等応用が広く利用される。
【実施例】
【００１３】
図１のような形状の台形のセグメント磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石）を組み込んだダイポールリング型磁気回路を製作した。これは、リングを構成する磁石に形状は同じ台形であるが磁化方向が異なる複数の種類の磁石１を使用し、枠のアルミ製ヨーク３に組み付けされており、磁化方向の違いによる熱膨張係数の影響が出易い磁気回路である。
実施例として、磁石（磁化方向の熱膨張係数７．８×１０−６、非磁化方向の熱膨張係数−１．５×１０−６、台形の高さ５０ｍｍ）と接着される金属材料のプレート２にＣｒ−Ｆｅ−Ｍｎ系の材料（Ｆｅ５．５、Ｃｒ９４．０、Ｍｎ０．５で熱膨張係数１．０×１０−６、厚さ６ｍｍ）を使用したものを製作した。磁石と金属材料のプレートの接着には二液性室温硬化型エポキシ接着剤を使用、外側のヨーク枠についてはアルミ（熱膨張係数２２×１０−６）を使用し、プレートに設けたネジ穴でヨーク枠に磁石を固定した。比較例として、図２に示すように、金属プレートを使用せずに、直接磁石１１をヨーク枠１３に接着したものを製作した。
【００１４】
磁化方向を含む接着面と磁化方向が平行な磁石では、磁石の熱膨張係数に磁化方向の熱膨張係数７．８×１０−６が接着面と磁化方向のなす角の余弦成分として加わることになる。一方、磁石の磁化方向が接着面に対し垂直の磁石では、磁石の接着面の熱膨張係数が非磁化方向の−１．５×１０−６となる。比較例の直接アルミヨークに磁石を接着させたものでは、磁石の磁化方向が接着面に対し垂直のものでアルミの正の熱膨張に対して磁石が負の熱膨張を持つことから接着層に応力が発生し接着剥がれが生じたが、金属材料（Ｃｒ−Ｆｅ−Ｍｎ）を磁石とヨークの間に挿入した磁気回路では、金属材料の熱膨張係数がほぼ０に近いため応力が小さく接着剥がれが発生しないで問題なかった。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】台形のセグメント磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石）を組み込んだダイポールリング型磁気回路を示す図１（ａ）と、当該図中のＡ−Ａ断面を示す図１（ｂ）である。
【図２】金属プレートを使用せずに、直接磁石をヨーク枠に接着した磁気回路を示す図２（ａ）と、当該図中のＢ−Ｂ断面を示す図２（ｂ）である。
【符号の説明】
【００１６】
１  磁石
２  プレート
３  ヨーク
１１  磁石
１３  ヨーク
【図１】
2006019322.tif 000002
【図２】
2006019322.tif 000003