(57)【要約】【課題】磁性を変化させることなく磁石と取付部材とを接合することが可能な積層体および積層体の製造方法を提供すること。【解決手段】磁石を有する磁石部材１０と、磁石部材１０に積層され、金属材料を含む粉体をガスと共に加速し、磁石部材１０の表面に固相状態のままで吹き付けて堆積させることによって形成される金属皮膜からなる積層部材１１と、を備えることによって、磁性を変化させることなく磁石部材１０と積層部材１１とを接合することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石を有する磁石部材と、
前記磁石部材に積層され、金属材料を含む粉体をガスと共に加速し、前記磁石部材の表面に固相状態のままで吹き付けて堆積させることによって形成される金属皮膜からなる積層部材と、
を備えたことを特徴とする積層体。
【請求項２】
前記磁石部材は、前記磁石の表面を覆うメッキ層を有することを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
前記磁石は、希土類磁石であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層体。
【請求項４】
前記金属材料は、銅またはアルミニウムのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の積層体。
【請求項５】
磁石部材と、該磁石に積層する積層部材としての金属皮膜と、からなる積層体の製造方法であって、
前記磁石部材の表面に、銅またはアルミニウムからなる金属材料を含む粉体をガスと共に加速し、前記表面に固相状態のままで吹き付けて堆積させることによって前記金属皮膜を形成させることを特徴とする積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車等における機器や、家電用機器等に配設されるモータに用いられる磁石を含む積層体および積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等における機器や、家電用機器等に配設されるモータには、磁石を有する磁石部材が用いられる。モータとしては、ＩＰＭ（Interior  Permanent  Magnet）モータ、ハードディスクドライブなどの精密機器用モータ、携帯電話の振動用モータなど、様々な機器に用いられているものが挙げられる。なお、磁石部材は、小型スピーカーなどにも用いられている。また、磁石としては、永久磁石であって、強力な磁性を有するネオジム磁石や、耐熱性に優れるサマリウムコバルト磁石などの希土類磁石が用いられている。
【０００３】
一般に、希土類磁石に対する穿孔や切欠き形状の加工は難しいため、樹脂や金属からなる取付部材を磁石部材に積層した積層体を形成することによって、機器の所定の位置に取り付けるための取付性を向上させている（例えば、特許文献１を参照）。この技術では、例えば磁石部材と純銅板とを８００℃程度に加熱して、磁石と純銅板との接触部分において液相を生じさせて両者を接合している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−７８２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１が開示する技術では、接合温度が８００℃と高温であるため、接合時において磁石の磁性が失われてしまうおそれがあった。例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石は、強磁性体が常磁性体に相転移する転移温度である固有のキュリー温度を有しており、それぞれ３１０℃、８３０℃である。このキュリー温度を超えて磁石を加熱すると消磁する。この消磁によって磁石の性能が変化する可能性がある。特にサマリウムコバルト磁石の場合、消磁後の再着磁が不可能であるため、いったん消磁すると、積層体として使用できなくなるおそれがある。
【０００６】
また、表１に示すように、磁石および金属はそれぞれ異なる熱膨張係数を有しており、接合前後に生じる熱膨張差によって磁石と取付部材とが剥離するおそれもある。加えて、磁石は、熱膨張異方性を有しているため、高温の接合には適していない。
【表１】
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【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、磁性を変化させることなく磁石部材と取付部材とを接合することが可能な積層体および積層体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる積層体は、磁石を有する磁石部材と、前記磁石部材に積層され、金属材料を含む粉体をガスと共に加速し、前記磁石部材の表面に固相状態のままで吹き付けて堆積させることによって形成される金属皮膜からなる積層部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる積層体は、上記の発明において、前記磁石部材は、前記磁石の表面を覆うメッキ層を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる積層体は、上記の発明において、前記磁石は、希土類磁石であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる積層体は、上記の発明において、前記金属材料は、銅またはアルミニウムのうちのいずれかであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる積層体の製造方法は、磁石部材と、該磁石に積層する積層部材としての金属皮膜と、からなる積層体の製造方法であって、前記磁石部材の表面に、銅またはアルミニウムからなる金属材料を含む粉体をガスと共に加速し、前記表面に固相状態のままで吹き付けて堆積させることによって前記金属皮膜を形成させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、金属材料を含む粉体をガスと共に加速し、磁石の表面に固相状態のままで吹き付けて堆積させることによって形成される金属皮膜からなる積層部材（取付部材）を磁石部材に積層して接合するようにしたので、磁性を変化させることなく磁石部材と取付部材とを接合することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる積層体の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態にかかる積層体の製造に使用されるコールドスプレー装置の概要を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００１６】
まず、本発明の実施の形態にかかる積層体について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる積層体の構成を模式的に示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図１，２に示す積層体１は、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などの希土類磁石である磁石１０ａを少なくとも有する板状の磁石部材１０と、磁石部材１０の一方の主面に積層される積層部材１１と、を備える。積層体１は、自動車等における機器や、家電用機器等に配設されるモータに用いられる。
【００１７】
磁石部材１０は、図２に示す断面図のように、磁石１０ａと、磁石１０ａの表面にメッキ処理が施されたメッキ層１０ｂと、からなる。本実施の形態では、メッキ層１０ｂが銅メッキからなるものとして説明する。銅メッキからなるメッキ層１０ｂによって磁石１０ａの表面を覆うことによって、メッキ層１０ｂが、磁石１０ａの酸化防止材として機能する。
【００１８】
磁石１０ａは、板状をなす永久磁石であって、例えば強力な磁性を有するネオジム磁石や、耐熱性に優れるサマリウムコバルト磁石などの希土類磁石である。ネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石は、上述したような固有のキュリー温度や、熱膨張異方性（表１参照）を有する。また、ネオジム磁石は、非常に強い磁場を発生する一方、機械的に破壊され易く、磁力の温度変化が大きい。サマリウムコバルト磁石は、耐熱性に優れ、３５０℃程度まで使用可能である一方、磁場の強度は、同一形状のネオジム磁石と比して小さい。磁石１０ａは、使用する用途に応じて選択することができる。
【００１９】
積層部材１１は、例えば銅（銅合金を含む）やアルミニウム（アルミニウム合金を含む）などを用いて形成される。積層部材１１は、モータの所定の位置に取り付けられる。
【００２０】
ここで、積層部材１１は、後述するコールドスプレー法によって形成される金属皮膜である。金属皮膜（皮膜材料）としては、上述した銅やアルミニウムのほか、導電性を有する金属または合金であれば適用可能である。
【００２１】
つづいて、積層部材１１（金属皮膜）の形成について、図３を参照して説明する。積層部材１１は、例えばコールドスプレー法によって形成される。図３は、金属皮膜の形成に使用されるコールドスプレー装置の概要を示す模式図である。コールドスプレー法による金属皮膜形成は、例えば図３に示すコールドスプレー装置２０によって行われる。
【００２２】
コールドスプレー装置２０は、圧縮ガスを加熱するガス加熱器２１と、被溶射物に溶射する粉末（粉体、例えば銅やアルミニウムなど）を収容し、スプレーガン２４に供給する粉末供給装置２２と、スプレーガン２４で加熱された圧縮ガスと混合された材料粉末を磁石１０の表面に向けて噴射するガスノズル２３とを備えている。
【００２３】
圧縮ガスとしては、ヘリウム、窒素、空気などが使用される。供給された圧縮ガスは、バルブ２５，２６により、ガス加熱器２１と粉末供給装置２２にそれぞれ供給される。ガス加熱器２１に供給された圧縮ガスは、例えば５０〜９００℃に加熱された後、スプレーガン２４に供給される。より好ましくは、磁石部材１０の表面に噴射される粉末の上限温度を皮膜材料の融点以下に留めるように圧縮ガスを加熱する。粉末の加熱温度を皮膜材料の融点以下に留めることにより、皮膜材料の酸化を抑制することができる。
【００２４】
粉末供給装置２２に供給された圧縮ガスは、粉末供給装置２２内の、例えば、粒径が１０〜１００μｍ程度の材料粉末が、所定の吐出量となるようにスプレーガン２４に供給される。加熱された圧縮ガスは先細末広形状をなすガスノズル２３により超音速（約３４０ｍ／ｓ以上）に加速される。スプレーガン２４に供給された粉末は、この圧縮ガスの超音速流の中への投入により加速され、固相状態のまま磁石部材１０の表面に高速で衝突して皮膜を形成する。
【００２５】
上述した処理によって、磁石部材１０の表面を金属皮膜で覆うことで、積層部材１１を磁石部材１０に接合した積層体１を形成することができる。なお、皮膜形成後、切削加工等の表面加工処理を施すことによって、表面の形状を調整してもよい。
【００２６】
上述した実施の形態によれば、磁石部材に接合される取付部材（積層部材）が、コールドスプレー法によって形成された金属皮膜からなるようにしたので、磁石が有するキュリー温度以下において、磁性を変化させることなく磁石部材と取付部材とを接合することができる。このため、磁石に相転移が生じず、積層体製造後に再着磁処理を行う必要がない。したがって、かかる工程を削減することができ、製造コストを低減することが可能となる。
【００２７】
また、上述した実施の形態によれば、コールドスプレー法によって低温で接合処理を行うため、融点の低い金属（例えばアルミニウム）を積層部材として用いることができる。また、銅やアルミニウムを積層部材として用いることによって、導電性に優れた積層体を得ることが可能となる。
【００２８】
また、上述した実施の形態によれば、コールドスプレー法では、高温で処理する溶接や溶射法等と比して緻密な金属皮膜を形成させることができるため、積層部材の電気伝導性が向上する。したがって、良好な電気伝導性を有する積層体を作製することができる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、積層部材が、柱状をなす磁石部材１０の一面を覆うものとして説明したが、磁石部材１０の面の一部を覆うものであってもよいし、１または複数の任意に選択された面を覆うものであってもよい。
【００３０】
また、メッキ層１１は、ニッケルメッキを含む場合、ニッケルメッキは硬度が高く、ニッケルメッキに対してコールドスプレー法による銅やアルミニウムの積層が困難であるため、ニッケルメッキ上に銅メッキまたは銀メッキを施して、磁石部材１０の外表面に銅メッキまたは銀メッキが露出する２層構造とすることが好ましい。
【００３１】
なお、磁石１０ａの表面に対して、コールドスプレー法による銅やアルミニウムの積層が可能な場合は、磁石１０ａの表面に対して金属皮膜（積層部材）を形成するものであってもよい。
【００３２】
また、本実施の形態では、磁石部材１０の主面が矩形をなす板状であるものとして説明したが、この形状に限らず、主面が円または楕円をなすものであってもよいし、球状をなすものであってもよい。各形状の磁石部材の表面に金属皮膜を形成することで積層体の作製が可能である。
【００３３】
以上のように、本発明にかかる積層体およびその製造方法は、磁性を変化させることなく磁石部材と取付部材とを接合するのに有用である。
【符号の説明】
【００３４】
１  積層体
１０  磁石部材
１０ａ  磁石
１０ｂ  メッキ層
１１  積層部材
２０  コールドスプレー装置
２１  ガス加熱器
２２  粉末供給装置
２３  ガスノズル
２４  スプレーガン
２５，２６  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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