東和製作所の磁石製品について
1.なぜ永久磁石なのか
磁石が及ぼす効果
東和製作所で生産される磁石は以下の様な効果を応用した製品に用いられています。普段直接目にすることがありませんので、意外と多くの永久磁石が身の回りで活躍していることに驚くことでしょう。
【磁気力】
磁石と磁石、磁石と鉄等の強磁性体の間に働く、吸着あるいは反発力を発生する効果のこと
【電磁力】
電流が磁石から受ける力あるいは磁石が電流から受ける力を発生する効果のこと
【電磁誘導】
コイルに磁石を近づけたり遠ざけたりすすることでコイルを貫く磁束量を変化させた時にコイルに電圧が発生する効果のこと
【ローレンツ力】
磁場中で運動する荷電粒子が受ける力を発生する効果のこと
【その他】
ホール効果、磁気抵抗効果、それ以外にも磁場によりおこる様々な効果があり、磁気科学の研究開発が活発になされています
永久磁石応用品の例
上記のような効果はたとえば以下の様に応用されます。同一の効果においても応用先は多岐にわたり、磁石に求められる特性は様々です。
【磁気力】
文具雑貨：吸着力によりものを固定するもの
工業用部品：マグネットチャック、マグネットクラッチ、マグネットカップリング、鉄粉等の異物除去フィルタ
医療機器：磁性ビーズの分離、制御
など
【電磁力】
工業用部品：電子制御により精密動作を行うモータ、高効率なエアコン用コンプレッサモータ、小型で高速な医療機器用モータ、大トルクを発生する産業用モータ
など
【電磁誘導】
環境エネルギー装置：風力発電機の発電機、手回しラジオの発電機
など動力を電力に変換する装置
【ローレンツ力】
工業用製造装置：マグネトロンスパッタ、イオンビームソース、電子ビームシールド、電子ビーム偏向、電子ビームレンズ
など
【その他】
工業用部品：磁気センサを応用した位置決め機構、磁気アニール装置、その他の材料研究、その他の物理現象研究
医療：磁気治療
など
永久磁石の特徴とその必要性
永久磁石は、外部からのエネルギー供給なしで、それ自身が【磁場(磁界)】を発生することができる、唯一の機能性材料です。
永久磁石という名前から、永久に【磁場(磁界)】発生する様に聞こえますが正確には、永久ではなく長期的に発生が可能という意味で、材質(品質)や環境に依存します、条件が整えば10年、20年安定して使用することが出来ます。永久磁石が発生する【磁場(磁界)】は一定で安定していますが、逆に変化させたいときには、永久磁石を動かすなどの追加的な工夫が必要になります。
近年においては、最も強い（エネルギー密度の高い）永久磁石としてネオジウム-鉄-ボロン焼結磁石(ネオジム磁石)が多く用いられています。ネオジム磁石は非常に強力なため、装置の高性能化や小型、あるは新たな効果の発揮を実現します。その一方で熱に弱い、酸化しやすい、機械的に脆いなどの欠点も持ち合わるなど取り扱いの難しさもあります。
永久磁石を応用し特徴的な効果を得るには、その弱点を克服するひと工夫が必要とされます。言い換えると、機能性材料としての永久磁石を使いこなせば、ユニークな効果を発揮する部品や装置を作ることができるのです。
2.東和製作所の考える磁石製品〜部品・装置としての磁石〜
永久磁石材料の選択に必要な検討
永久磁石を使うユーザーは、効果を得るために磁石を用います。一般的に永久磁石は機能性材料のため永久磁石メーカは材料特性を仕様として永久磁石を販売しておりますので、ユーザーが効果を得るまでに以下のような検討が必要になります。
効果に必要な【磁場(磁界)】の発生を行うための【永久磁石材料】の選択を行うために設計を行います。電磁界解析(シミュレーション)により、【永久磁石(単体)】の材質および形状を定めます。必要な【磁場(磁界)】の実現には、複数の永久磁石やヨーク(強磁性体)などを組合せることが多く、このような複合部品を【磁気回路】と言います。続いて、使用環境と永久磁石材料の特性に応じて【環境条件対策】の検討をおこないます。【環境条件対策】が【磁場(磁界)】の特性に影響を与えることがありますので、この場合にはもう一度、電磁界解析(シミュレーション)を行います。
【永久磁石材料】
永久磁石の特性は環境条件に対し、ヒステリシスな特性をもちます
主な仕様:Br,Hc,B-H曲線,温度係数など
【磁場(磁界)発生源としての永久磁石】
磁場発生の源、起磁源としての永久磁石(単体)は特に材質とその体積が重要な要素になります
主な仕様:材質,形状／寸法,極性,表面処理など
【磁気回路】
効果を発揮する空間まで起磁源からの磁束を効率的に運ぶための磁気回路耐環境条件を引き出すためにも重要な要素です
主な仕様:材質,形状／寸法,極性,組立方法など
【環境条件対策】
永久磁石は特に温度に敏感であり、材質により特性は大きく異なります、それ以外にも、使用する環境条件が水中、真空中などでは対策が不可欠です
主な仕様:温度／湿度,真空度,機械的ストレスなど
【磁場(磁界)】
効果を発揮するためには磁場の条件が安定する必要があります。磁場の条件は強度、極の方向、それらの分布が考えられます
主な仕様：磁束密度(強度,方向性,分布)
【効果】
安定した磁場の上に初めて磁場を応用した効果が安定的に発揮されます。効果に対して最も最適な磁場の仕様は何かしっかりと理解する必要があります
部品・装置としての磁石とは
上述のとおり、永久磁石の作用による【効果】を得るためにユーザー側で行うことが非常に多く存在ます。さらに材料特性は一般的に代表値で特性保証がありませんので、品質管理についてもかなりの検討が必要になります。
東和製作所の部品・装置としての磁石とは、【磁場(磁界)】で仕様化する製品をさします。このことにより、ユーザーは【磁場(磁界)】と【効果】の関係について集中することができます。
私たち東和製作所は永久磁石に関わるユーザーの共通的な課題解決に必要な技術や工程をを保有しており、永久磁石を用いたビジネスの成功のお手伝いをいたします。
3.東和製作所の磁石製品のラインナップと当社の技術
東和製作所の製品とサービスについて
東和製作所の製品をモデル化すると上図のようになります。
まず、お客様の要求仕様をいただきます。お客様ごとに求める効果が様々ですので、お打ち合わせの上仕様をまとめていきます。
続いて、磁場解析を行い、製造(実現)可能な磁場(磁界)と製造コストなどの概算見積を行います。
概算見積が条件を満たす場合、その他の条件について詳細に確認を行い、詳細な部品設計ののち正式な見積書と仕様書を提示いたします。
設計はお客様が行い、永久磁石のみ欲しいと言う場合には、上図中の永久磁石に相当します。
同様に設計はお客様が行い、磁気回路のみ欲しいと言う場合には、上図中の磁気回路に相当します。
上図の一部の工程のみご依頼されたい場合には、技術サービスとしてご提供させていただきます。
当社の製品(サービス)の概要については、過去の事例などを参考にしていただければと思います。
4.お問い合わせ方法
東和製作所の製品とサービスについてのお問い合わせ方法
以下のWebフォームにご記入ください。
専門のスタッフよりご連絡をさせていただきますので、要求仕様がはっきりとまとまっていない段階からお気軽にお問い合わせください。