モーター用永久磁石

モーター用永久磁石

EV車の駆動モーターの形式は、埋め込み磁石形(IPM)と呼ばれる交流モーターが多く、永久磁石とコイルが直流モータとは逆に配置され、ローターに永久磁石が埋め込まれ高速回転に向いている。また磁石の形状や配置の自由度が大きく、高価なネオジムの使用量を減量し、大きなトルクが得られ、鉄損を少なくすることができる。

磁石にはフェライト系磁石とネオジム強力磁石がある。

電気自動車などでは小型高性能化のため、高価なネオジム強力磁石が使用されているが、コストが数分の一であるフェライトに代替したモーターも市場に現れている。ただし磁力が1/3であり、磁石体格が大きくなるため、ハイブリッド車では搭載は難しい。

磁石の作成方法は焼結磁石とボンド磁石の2種類に大別される。粉末冶金法によって作られる磁石を焼結磁石と呼び、磁気特性が高く耐熱性にも優れる。一方、樹脂等のバインダーと混ぜ合わせて射出成形機で成形される磁石をボンド磁石と呼ぶ。磁気特性や耐熱性は焼結磁石に劣るが、製品形状の自由度が高い。そのため、ローターへの磁石の埋め込みはU字型にするなどして形状による磁力の増強ができ、高価なネオジム磁石の減量でコストダウンが図れる。

ネオジム強力磁石はネオジム、鉄、ホウ素が主成分。ネオジム原料が高価で希少金属でさらに、原料産地が中国に限られ供給不安があるため、希土類金属不使用の強力磁石の研究が多く行われている。希土類金属の使用をゼロとする例も出てきた(例えばホンダ2016年~ )。磁石の製法を焼結法から急冷→破砕→押出成形する熱間加工法に変え、Nd-Fe-B結晶を微細化することで磁力を向上した。また、加熱すると突然磁力を失う欠点を補う、耐熱性向上の研究も行われている。

サイズ

300㎜~500㎜

構成

ネオジム強力磁石、ネオジム強力ボンド磁石、フェライト系磁石

□ネオジム強力磁石

材質:ネオジム(Nd)、鉄(Fe)、ホウ素鉄酸化物粉末(B)

工法:焼結法

配合→混合→加圧プレス→焼結炉→粉砕(1μm)→加圧プレス→焼結炉→着磁

□ネオジム強力ボンド磁石

材質:ネオジム(Nd)、鉄(Fe)、ホウ素鉄酸化物粉末(B)、樹脂

工法:射出成形法

配合→混合→射出成形→焼結炉→着磁

□フェライト系磁石

材質:鉄酸化物粉末、バリウム、ストロンチウム

工法:焼結法

配合→混合→加圧プレス→焼結炉→粉砕(1μm)→加圧プレス→焼結炉→着磁

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