PERMENDUR 高飽和磁束密度軟磁性材料「パーメンジュール」とは

パーメンジュールとは、軟磁性材料の中で最も飽和磁束密度が高い材料であり、その性能の高さから近年注目を集めています。

その用途は幅広く、駆動部品、モーターコア(航空機、モータースポーツ、医療、各種アクチュエータ等)など、よりハイパワーなモーターや発電機が必要とされる分野に採用されています。
そのほか、電子顕微鏡ヨークなどの磁界レンズや、測定機器、最新のプリンタヘッドなど、高い信頼性の要求される分野において、装置の性能を左右する重要な要素部品として用いられています。

当社で製造する積層モーターコアには、日立金属株式会社製のパーメンジュール(または用途に応じてFe基アモルファス合金)を採用しています。

磁性材料について

磁性材料の分類図

磁場を加えると磁化する磁性材料について、磁性の観点から分類すると、図のように常磁性体・反磁性体・強磁性体の3つに分類されます。

常磁性体は、外部磁場がない時は磁性を持たず、磁場を印加するとその方向に弱く磁化する性質を持つ材料を指します。磁石を近づけると磁性を示しますが、磁石につくほどの反応はありません。
反磁性体は強い磁場の中に置かれると磁場とは逆向きに磁化され、磁石に反発する力が生じる性質を持つ、水やガラスなどの材料を指します。
強磁性体は、磁場により強く磁化される性質を持つ材料を指します。一般的に強磁性体が磁性材料と称されます。

強磁性材料は、保磁力の大きさによりさらに軟質磁性材、半硬質磁性材、硬質磁性材に分けられます。軟質磁性材は、保磁力が小さく透磁率が大きい材料のため、材料に磁場(磁界)を与えた際には磁化され易く、また、磁場を取り除くと見かけ上磁力はほとんどなくなります。一方、硬質磁性材は、保磁力が大きいため、磁場を与えて磁化された後、磁場を取り除いても磁力が残ります。そのため永久磁石として使用されています。

軟質磁性材料と硬質磁性材料の磁化曲線
軟質磁性材料と硬質磁性材料のヒステリシス曲線

強磁性の保磁力の範囲は、およそ下記の通りです。

  • 保磁力(Hc) 800A/m以下を「軟質磁性材料」
  • 保磁力(Hc) 800~1600A/mを「半硬質磁性材料」
  • 保磁力(Hc) 1600A/m以上を「硬質磁性材料」

パーメンジュールの特性

パーメンジュールとは軟磁性材料のひとつで、1929年米国のElemen氏により、Fe-50%Coのパーメンジュールが開発されました。実用化された軟磁性材料の中で最大の飽和磁束密度をもつことから、強い磁力が要求される分野で活用されています。見方を変えれば、小さくても同じ磁力が得られるため、部品の小型化も可能です。また、振動吸収性も有り、アクチュエーター分野でメリットが発揮されます。

一方で、パーメンジュールは硬く脆い材料であり冷間加工や切削加工が難しく、難加工材料と言われています。加工性改善のためバナジウムを添加した組成(Fe-49Co-2V)が一般に用いられていますが、複雑な形状や薄肉加工など高い精度が求められる加工では、一般の構造用鋼に比べると加工が困難な材料であり、高度な技術力を持つ限られた金属加工業者でしか加工ができません。また、レアメタルでもあるコバルト(Co)を49%含むため、高価かつCo原料の市場価格の動向に左右されることもデメリットとして挙げられます。

守谷刃物研究所は、パーメンジュール製積層モーターコアの製造を得意としています。1個からの試作にも対応いたしますので、ぜひお気軽にお問い合わせください。

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