る21.318.2:dd9.15.893
U.D.C.
Ba
フ
ラ
エ
イ
ト 磁 石
Applications
Ferrite
ofBa
Sadao
容
梗
雄*
定
柴
小
内
応 用
の
原
英
田
樹**
HidekiHarada
Koshiba
概
昭和34年春異方性Baフェライト磁石の量産が可能となり,以後従来より生産されている等方性Baフェラ
イト磁石とともにその応用製.完.の開発を行ってきた｡Baフェライト磁石はHc15000e以上という特色ある磁
アンス係数の著しく小さい磁気回路に対しても有利
性を示すので,扁平な磁石として応用できる｡またパー
気品にも種々の面で新Lい応用面がきずかれつつあ
な応用ができる｡さらに比較的安価であるため家庭用
る｡
す｡磁石の形状および取付方法を弟1図に示す｡
1.緒
Ba
この種の用
フェライト磁石は原料が比較的安価なこと,Hcl,500Oe以
イナーループカ
上という特色ある磁性をもつこと,粉末冶金で製作されることなど
の諸点から,数年
各社で強力に研究が進められている｡とくに巌
近は異方性磁石の
造研究
に
吸引力特性
2.l.2
主 力が そ そ
､∵
t
には弟2図に示すとおり,滅磁曲線が直線で,
その減磯田l
化するYFM-3また
にほぼそって
はYFM-2が推奨される｡鉄板への剤如こよって作動点が変化し
ても着磁したままの磁束を示し,かつHcが高いので外部磁糾こ
ている｡日立金属工業
株式会社安来工場においてほ特殊な成分と,特に量産にむいた其方
対しても抵抗高く,さらに作動点がずっとねた状態,たとえば紙を
性磁石成形方法を考案し,その量産につとめている｡この研究の
多量にはさんだ場合でも強い吸引力を示す｡また吸引力特性は磁
礎研究と得られた特性についてほ昭和35年8月本誌に報告(1)した
石の着磁力法によっても著しく変化する｡着磁力法の良否は,材
が,今回はさらに教程の応用梨掛こ閲し詳述し,新製品の特色ある
質の良否と同じく研究成果とアイデアの生かされる点である｡
性能を
弟3図に冷蔵
賢の参考に供したい｡
吸引力の
2.8qフェライト磁石の応用製品
化を示す｡Aのように,7mm方向に着磁すると鉄板
に締着した場介,もっとも強い吸引力を示すが,吸引板との距離
が大きくなると急激にわるくなり,11mmはなれた所ではもっと
2.1温度計,記録紙など保持用磁石
2.l.1概
温度計用21.5×7×4mm磁石の着磁方法匿よる
も悪い｡しかるにCのように4×21.5mmの面にN,S榛がでる
説
ようにすると,鉄板より11mmはなれた所ではもっとも強い吸引
はかの磁石に比較して小さいものも安価に製造できるBaフェ
ライト磁石は,従来高価なため利用されていなかった｡鉄板に測
定器具,家庭用品,事務用晶などを保持する画鋲や文鎮の代りに
用いられる｡Baフェライト磁石の画鋲ほ紙に穴があかず,文
も小さいわりに強力なものができ,便利な用途がひらけたといえ
よう｡-･倒として冷蔵庫に温度計を固定せしめる磁石(21.5×7×
4)およびスチール黒板の画鋲用磁才子(2n￠×5tほか)の特性を示
)ゲ〝-/
∴
鵡
Iヂ〝-2
;)
作〟-∫
一､〔リ〕≠
J
Zβ〝′/〟∂
J♂〟
IW登
1そ小′≠
R
〟♂
〟〃桝
第1図
江:マイプ 一ループはH二【1,0000eおよび
H=一1,200Oeより反転せしめて表示す｡
冷蔵庫温度計
同定用磁石鞭付方法
*
日立金属工業株式会社安来二L場
**
日立金属工業株式会社安来工場
第2図
Ba
フェライト磁石の減磁曲線
ゴ
..､
着磁力向
d:吸引用鉄板と磁極廟間距離(mtn)
冷蔵庫温度計用21.5×7×4mm
第3図
磁石着磁方法による吸引力の変化
工博
37
昭和36年5月
金
属
特
当三 号
第5集
日立評論別冊第42号
ノ♂β
♂
∠
〃
グ
β
/♂
/2
唄引鉄板との距離(〝勿
吸引鉄板との距闇f(鳳れ
(着磁方向3mm方向)
♂
∼
∫
〃
♂
/♂
/Z
(着磁力向4mm方向)
第5図
13.5￠×3tスチール黒板川
磁石の吸引力特性
吸引鉄板とのE巨艶(仇わ
第6図13.5￠×4tスチール黒板用
磁石の吸引力特性
A:片面N.S.着磁
B:5mm方向者磁
第4図
第1表
YFM-320￠×5tの吸引力特性
21･5×7×4mm着磁方向による磁束の差
4mm方向着磁(第3図B)
吸引力試験
個
数
7mm方向着磁(第3図A)
磁
束
吸引力試験
個
数
磁
束
､∴･
合
格
仮
採
用
不
合
格
計(平均)
2♂β
*
磁束の単位はマックスウェル
弟4図に示す｡このような円
状で高さの低い磁石は,特に片面
に∴N･S極がでるように着磁するのが有利である｡
YFM-1,YFM-2およぴYFM-3にて製作した13mm￠の試料
∴=
で厚さをかえたものの吸引力特性を弟5∼7図に示す｡この種の
用途でもっとも強力なものは異方性でHcの高いYFM-2であり
eり
等方性のYFM-3の約3倍の吸引力を示す｡異方性でHcの小さ
夫
いYFM-1はYFM-3の約2倍の吸引力を示すが,この材質の本
/β♂
来の用途ほパーミアンス係数の大きい作動点であるから,十分そ
rU l
竪
の性能を発揮しないこの程用途には適しない｡なお異方性磁石ほ
結晶異力性の方向と磁力線の方向とを一致させるように着磁する
必要があり,弟5∼7図のYFM-1およびYFMu2ほ厚さ方向が
賂方性の方向であるため,着磁ほ厚さ方向に行い比較している｡
なおここにホした9種の磁石の作動点は弟3表および弟け図に
示してある｡
2.2
β
Z
〃
♂
β
/♂
レシーバ用磁石
2.2.1概
〝
説
ポータブルラジオ,通信用そのほかにレシーノミが使用される
唆引鉄板との距恕(の仰)
が,その磁気国路は従来クリスタルまたは焼紙アルニコ系磁石が
(着磁方向5mm方向)
第7図13t5￠×5tスチール黒板用磁石の吸引力特性
用いられていた｡LかしBaフェライト磁石が′トさいものも比較
的安価なため,34年下半期頃より全国的にBaフェライト磁石へ
力を示す｡また数mmはなれた所でほBのように4mm方向に着
の切替えが開始され,35年8月現在,その
磁するのがもっともよい｡いま吸引力試験として5.15mmほなれ
といわれている｡磁石の構造ほ一般にリング状とし,内径に振動
て0･85mgの純鉄板を吸引するかどうかで選別すると弟1表に示
板を可動せしめるコイルを同定しているものが多い｡
すような結果となり,あきらかにB方向着磁が有利である｡
2.2.2
スチール黒板用磁石としてYFM-3の20￠×5tの吸引力特性を
要量は100万個以上
磁性および寸法のばらつき
レシーバ用磁石ほ内径が外径に比し大きく,かつ厚さも薄いも
38
ソ
〃V
の
応
用
7
"以上
JJ♂
石
∫〃
卵∼加
j
♂
㌧いい
朗′)〃
以
下
∫♂♂
｣.帖k
罰7♂
磁
第10図
外量磁束(β朗′腑〃
過電流防止リレー用磁石の吸引力特性
測定憫放250個,磁性規格300マックスウェ′L以上
351へ353の製ぷ.より任意拙け■.
第8図
レシーバ川磁石11･5￠×7￠x⊥tt
町間仝磁束の分布の一一例
YFⅣ卜3の
､
-
ー:β′(G)
l●ヽ
/∫汐♂
､
/7J材
′β〝
〃r(♂ピノ
測定個数50偶,敵性規格Br>2,050B,Hc>1,4000e
35/1∼35/3の製品より任意抽出
第9図
Br,Hc
レシーバ用磁石11.5￠×7￠×4t
吸引壊との定巨艶(〝〝)
YFM-3の
第11図
の分布の一例
過電流防止リレー用磁石の吸引力特性,
5mm付近の拡大図
のが多いので磁性および寸法のばらつきがほかの用途の円筒状ま
イルなどと組合わせて,有機リレー,過電流防止用リレー,マイ
たほ直方体のものより大きいのが普通である｡しかし一般には寸
クロリレーなどに応用されている｡これらの用途に対してBaフ
法精度は成形加圧方向に士1∼2%,直角方向に士0.5∼1%の許
ェライト磁石は,磁気回路の一部として,あるいは吸引力を利用
容量で生産される｡磁性のはらつきほ弟8∼9図に示すように
したクラッチとして,また接点アークの消孤用として利用されて
±5∼10%程度になっている｡第8図の外周全磁束ほ真輸製ホ
いる｡今回ほ掛こモータ過電流防止用リレーに利用されている
磁せる磁石の磁気中性点より引
ールダにサーチコイルをまき,
抜き測定せるもので,材質および寸法の変動を同時に含むのでば
YFM-310･3￠×2･2￠×5.6tについて述べる｡
2･3･2
らつきほ比較的大きい｡弟9図のBrおよぴHcの変動は材質そ
のものがばらつきを示すように,一つ一つ形状を測定し
鉄板を吸引する力は舞10図に示すとおり,鉄板との距離のほ
められ
ぼ3粟に反比例し減少する｡この特性ほ極面積の大きいスチール
る｡
2.3
吸引力特性
黒板に用いる磁石の特性より顕著な三次曲線を示している｡特に
リレー用磁石
2.3.1概
5mm付近を拡大すると弟1】図に示すとおり,ほぼ直線となり,
説
吸引力検査が可能となる｡規定吸引力は国中に示した･とおり5.15
Baフェライト磁石ほ吸引用鉄板,ヨーク,バネ,バイメタル,コ
土0･05mmはなれて0.8∼1.15gである｡
39
金
属
年寺 集
号
第5
日立評論別H甘第42弓･
(上｢HトNト㌻け)
確増刷
､
〝
＼､
上げ
ヽ
度(℃)
吸引力(♂J
(吸引板との距離
(吸引板との距離0.1mm)
吸 引 力
第12図
と
全磁束
の
第14固
関 係
0.10mm)
練り返し加熱による吸引力の変化
r:鉄板製∃一ク
β:真綿ま左∼エステン
レス製べ⊥ス
〃:磁石Z伽〟メ〝
〉竹材ーJま左は1竹材ゼ
C:網族製カハ｣
β:鉄板製ベース
〟:石並石∼伽4Fズ〝
〝〃-2
2個
●､､■
第15図
･R
ド
ア
用 組磁石略
図
lい
聾
】
∠♂♂
‥､ヽ
度(℃J
し吸引板純鉄との距離1.75mmノ)
第13回
避電流防止リレー用磁石の吸引力の温度特性
＼
掬似
吸引力と全磁束の関係を弟】2図に示す｡磁東は極面と反対方
㌔
向にも1∼2割リークされており,その磁束は吸引力に有効には
働かないが,吸引力と全磁束の関係は良好である｡
∵十
蘭
つ7
吸引力の温度による変化を弟13図に示す｡吸引力ほ低い温度
､
ほど高く,温度の上昇とともに低下し,4500Cで0となる｡500C
付近の温度係数は0.295%/OCである｡
繰り返し加熱による吸引力の
化を第14図に示す｡10∼1000C
♂
間でほほとんど
化ほみられないが,2000Cで約0.4%,3000Cで
第16岡
ドア用粗磁石
2.4.1概
イ
わ■
β
/〟
吸引坂との旨巨農(仇刑
約20%の低下を示す｡
2.4
ブ
説
ドア用組磁ホの吸引力特性
いれば,吸引力による密閉が■可能となる｡このうち,持色ある2桂
冷蔵庫,家具,配電盤などかぎを必要としないドアに組磁イ_了を用
について構造および吸引特性を示す｡
40
〝
磁
ト
第3衣
Ba
フ
ェ
磁石
イト
ラ
ノヽ' ■
形
状
茄磁方向
寸
=[0.3±0,3士0.3
∬/y=1.75
21.5×7×4
±0.3土0.3±0.3
21.5×7x4
.¥/y=0.57
4×21.5上
N.S
二土0.3±0.3±0.3
21.5×7×4
方/y=3.83
23×14.×6
ミ
ア
の
ノ
第2去
応
係 数
と
ス
川
磁束
選別磁束
(マックスウェル)
･l･
(マックスウェル)
岡示せる拉別
ろ′y=5.38.
0.7
680∼780
1.42∼1.59
966∼1,240
1,000
YFM-3
Z/y=3.151
2.15
1,220∼1,400
0.78∼0.94
956∼1,312
950
YFM-3
2.2
1,240∼1,420
0.6
880∼1,020
Z/y=2.34
0.5
J/J)=0.23
13っ･ユ×5t
の
S(cm2)
YFM-1
13Jx3t
ン
Bd(G)
ンス係数
J/β=0.65
チ
±0,2±0.2±0.05
比
法
石
YFM-2
YFM-4
1.0
J/β 0.37
YFM-11,250
YFM-21,350
YFM-3
2,760∼3,360
と3.14∼3.29j
650
800
550
YFM-3
369へ510
0.3∼0.36う
1.33
YFM-2
2,750
YFM-1
YFM-21,060
865
YFM-3
730
YFM-1,2,3
YFM-11,660
YFM-21,800
YFⅣト31,200
1.33
900
YFM-1,2,3
l
｢＼
スピーカ川フェライト磁石楳準形状
曲
トJ生麺
∵
￠
t
lll
1
66x32×7
19,500
25x15
62x30×7
17,500
2()×15
50x24〉く7
16,5()0
14,5〔)0
18×13
36×16.5穴5
11,000
13.5×11
30×15.5×5
9,000
ポール淫13.4911■Il'Jさ5.3mm
｣
l
】
1ヱ/レモl/
/
∵
丁
バ払
＼ ＼
㌔ヲ∫
＼
r
ギャップ0.751nm
み岩
＼ン:
<ク
∴
､･.､
∴､
‥
寸法比
ドア用組磁石の概略構造を第15図にホす｡またその吸引力相
性を弟16図に示す｡A形ほ密着時の吸引力はYFM-3で10kg,
ノ〃
ンクー
′
構造および吸引力特性
{′8
くモ
1
2.4.2
β
L
▲〃佑++ハ〃
▲15x18×7
トと嘉
1
慮璧N∴ト〓-ヒ
25×20
第17図
･
ズ//
掛こ短かい角形磁石の寸法比と
パーミアンス係数
YFM-2で30kgに近く,人力で容易にはなせないが,吸引板と
の間にわずかなギャップをおくと,吸引力ほ急激に低下し,1mm
でYFMほ0.7kg,YFM-2は3lくgとなる｡D形は広い磁極而
を遠くはなしたもので,密薪
の吸引ブJはわずか5kg以下で人
の力で開聞するに適当な強さである｡また1mlllで4kg,10mm
ほなれても0.8kgの吸引力を示す｡冷蔵庫などの戸閑の日動増刷
に好都合と考えられる｡
2.5
スピーカ用磁石
説
2.5.1概
∴
磁ポ材の需要の兢はスピーカといわれているが,電装品用磁1√
J･J
と㈹じように,脊祉でBaフェライト磁石を川いた製品が検討さ
れつ/⊃ある｡
‥
磁イHよ車主力十′いごしかもエネルギー私■王の人きいYFM-1を必要と
し,(BH).､､…､､を3.0×106以上和通せ¶腔とする最 ■;■7i級品をあて
ているし､
2.5.2
標準形状と磁性
鋳潰磁石を川いた従
のスピーーカが必要とした磁束が得られる
Baフェライト磁オ了の形状を程々検討し,第2表に示す標準形状が
決定された｡この'方面の需要のいっそうの発展が期待される｡
β/
βZ
3.磁力検査方式
♂♂
βJ♂β/
∠
〃
寸逐比(ん例
第18図
磁石の磁気特性は閉磁路ヨークにより減磁曲鮎を求め,Br,Hc,
特に短かい丸棒磁石のパー
アンス係数
BH(m;⊥Ⅹ)の測定を行うのが普通であるが,測定に多くの時間を必安
YFM-2
とするために減磁仙鮨ほ研究用,抜取り検_企または標準磁
×7×4mmの着磁による作動点と開放磁束の変化,および
ために測定する｡量産品には需要家と協定せるヨーク,または可変
23×14×6mlTlの作動点と開放磁束を弟3表に示す｡パーミアンス
しうるギャップをもつヨーク(磁勅七校計)を付けるか,†;用;でそ
係数B/Hほ直方体機才㌻の場合,弟17図(2)を,円筒状磁オ了の場合
の磁束な検討する_.Baフェライト磁才_け〕人､-1三の川途は禅林で川い
を舞18図(3)に示す｡′
られることが多く,またたとえヨークをmいて依われるとしてもHc
図に作図L,減磁曲線下限の交点凰!1と｣二限の交点βd2とを求め,
が非常に大きいので,磁石単体の開放磁束で磁力を規格化すること
寸法公
が可能となる｡前項で記述した冷蔵庫用温度計固定磁石YFM-321.5
を求めた｡この理論計算値を参考とし,需要家と協議して製品の選
41
この囲よf)得られた/く-ミアンス係数を弟柑
より定まる断面積の上限および F限を算出して,￠=乱∼×5
金
昭和36年5月
属
特
集
号
第5集
日立評論別冊第42号
別磁束が決定される｡なお寸法比の連続的に変化したスチール崇板
･･●･∼
用磁石13.(対×3,4,5tの作動点および開放磁束も併記した｡
4.結
口
(1)Baフェライト磁石はHcl,5000e以上という特色ある磁性
を示し粉末冶金の方法で,比較的安価に製造されるため,多くの
Z〝♂ こ=)
新しい応用面をきずいた｡
⊂亡1
(2)その用途として家庭用晶,事務用品,レシーバ,スピーカ
〝〃
そのほかの弱電用品が考えられ,着々実用化されている｡
(3)特に寸法比の小さい磁石のパーミアソス係数を示し磁石作
動点の設計例を示して,計算に便ならしめた｡
/lJ:･J
.てJ†y
参
〟(βピノ
YFM-321.5×7×4(4)
C
YFM-321.5×7×4(4×21.5)
E
13￠×3t p=0.5(3)
()内は着磁方向
B
YFM-321,5×7×4(7)
YFM-223×14×6(6)
13￠×5t p=1.0(5)
D
F
1 1
..t
2
＼-′･
A
献
文
芳
小柴,原田:日立評論42,No.8907(昭35-8)
ヽ
最近の磁石とその応用(昭33-10,アグネ祉)
-
･′し
3 ･･-
フェライトの理論と応用(昭35-2,丸善)
′
Baフェライト磁石の減磁曲線と作動点
第19図
特 許
された
と
新 案
日 立製作所の実用新案
f■.､l
514235
ロ
鍛造ク
514770
モビールク
モビールク
レ
プ操作装置
ノミル
バ
用
置
ロ
ッ
ク
ピ
ソ
レー･二/の過負荷防止装置
レーソの外側支え装置
ー
514236
514237
514762
514766
熱
514776
為輝
継閉 電
具
器
動 変 換 機 の上昇回転
514247
514249
持 棒
装
514254
次
514265
芳貞
514777
桜
桜
井
湯
沢
伊
藤
大井田
大井田
梅
益
山
田
防
振
電
置
脚
器
署旨
器
整
514258
42
蛍
光
灯
ス
調 装 置
熊
戸
平
喜平
重
平
猛
孝幹
夫武一雄
機
に お け る 同
本川杉谷
奉
高乾周 波 某式空 管
卓早光
514259
514233
器
大野
514248
514232
武
井
竹中下
514244
置
514774
ヒ
宮
彦
恒 夫
正一郎
正→郎
宏
千改憲博弘耕久
514234
空 気 圧 紡
機
制 御 装
竪フライス盤におけるスピソドルヘッド自
動早逃げ装置
丸
化
気
化
気
化
圧力タンク自動空気補給器取付装置
回
洗
濯
機
転
異
心
分
離
還
514773
ヒ
木
太誠穣徳昇尋男太三基一夫
ート
為
514772
鈴
島地田村瀬谷浅島田宮田木
レ
三
正源井
フ
ル
プ
ッ
熱交換器用バ
テ
ブル速度変換用安全装置
々
三
514769
レし
田菊永河野熊湯田山晴長二
レーソの外側支え装置
松佐松富大明松石鮎阿忍鈴
514771
ル
装
レし
514768
正一郎
通 次
満 雄
克良書
514761
ソド
替
藤
島地洗
ハ
タリ
ー
切
非
田菊水
514759
車
気
正
男浩浩巳三太誠勉
液圧
歯
弁
惇郎夫治昭彦郎清雄雄
514256
速
器
卓嘉息忠
変
化
野
内津地村谷木井藤藤藤
514255
514767
気
器絹器器器置器器釜蓋チ
竪軸ポンプにおける水潤滑確認装置
514765
動
動 機式の気接 地化装 置器
装動
514241
514764
形
気気気気
竪軸ポンプにおける水潤滑確認装置
514763
摂
複復校複気減手電電烹自
自 在転換装置
の
514266
矢大菊三萩鈴桜佐大大桜森大
閉接 開
の
プ
ン
器器器
却
太伯村田原田原木藤碁内尾崎原木原田谷山太岡沢武足水井井陣中崎
前 照灯
冷
514263
化式化
器
式圧 蓋
込
車両
圧
絶縁抵抗および導体抵抗計用切替スイッチ
気復気
変
水 車 運 転 監 視
置置置手
514257
ソ
装 置
袋装装
514243
カ油は自
514267
ラ
プ入め
514775
器
514260
電弁
514264
ソ
タ
政
防複
原 子 炉 貫 通 部 遮 へ い
原子炉制御棒または安全棒駆動装置
制
制
開
輪
置
置
推量豊美幸彦郎克美安一昭郎l雄次雄次雄郎勝郎正史勇治幹治男巌元郡三弘朗利彦勇弟郎首彦
514262
ポ
綻
御 装
御 装
閉
子
勝孝新二一掃信愛芙道慶輝憲行窟行盲利健章昌
レオナード方式における電流制限装置
514239
機
磁
磁
野間開田岡木藤頭柳井川
514253
514238
流
機
電
動 機 の 界
動 機 の
界
菅宅宅角書大後江書横前森山佐同線桑準乗船武木山神
514245
直
電
電
押
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