強力な磁石が入っているものは何かと自問したことがあるなら?その答えは、ほとんどの人が思っているよりも広範囲に広がっています。ポケットの中のスマートフォンから尾根を越えて発電する風力タービンに至るまで、地球上で最も重要なテクノロジーの一部には強力な永久磁石が隠されています。
エンジニア、製品設計者、調達専門家にとって、何が強力な磁石を含んでいるのか、またどのような種類の磁石が使用されているのかを理解することは単なる好奇心の問題ではありません。自社の製品や機械に適した磁石を調達し、適切な性能仕様を取得し、一貫して大規模に提供できるサプライヤーを見つけることが重要です。
磁石用語での「強力」とは実際には何を意味するのか
エンジニアやバイヤーが強力な磁石について話すとき、彼らは MGOe または kJ/m3 の単位で BHmax として測定される高エネルギー製品を備えた永久磁石について話しています。 BHmax が高いほど、磁石が特定の体積に詰め込むことができる磁束が多くなります。
現在、商用および産業用に使用されている永久磁石には主に 4 つのタイプがあります。
ネオジム (NdFeB)
市販されている永久磁石の中で最も強力です。ネオジム、鉄、ホウ素の合金で作られています。これは、EV モーター、風力タービン、ハードドライブ、ロボット工学、高精度センサーなど、ほとんどの最新の高性能アプリケーションのデフォルトの選択肢です。-グレードは N35 から N55 以降まであり、温度シリーズの接尾辞 (H、SH、UH、EH、AH) は磁石が磁場を失う前にどれだけの熱に耐えられるかを示します。{6}}
サマリウムコバルト (SmCo)
生の強度では NdFeB に次いで 2 番目ですが、連続 350 度までの高温では大幅に優れており、表面コーティングなしでも基本的に腐食に耐性があります。航空宇宙部品、石油およびガスのダウンホールツール、NdFeB が劣化するような非常に過酷な環境で動作するモーターに推奨されるオプションです。
アルニコ
アルミニウム、ニッケル、コバルトの合金。磁力は中程度ですが、550 度までの永久磁石の中で最も高い温度安定性があります。電界強度よりも数十年にわたる安定性が重要な特定のセンサー、メーター、およびオーディオピックアップアプリケーションで今でも使用されています。
フェライト(セラミック)
希土類磁石よりも強度は低いですが、安価で耐食性があり、大量に入手可能です。{0}{1}ピーク磁界強度よりもユニットあたりのコストの方程式が重要となる磁気分離器、スピーカー、自動車システムで広く使用されています。--
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マグネット式 |
強さ |
最高温度 |
一般的な用途 |
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ネオジム (NdFeB) |
最高 |
80～220度 |
EVモーター、風力タービン、ロボット工学、センサー |
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サマリウムコバルト (SmCo) |
非常に高い |
350度まで |
航空宇宙、石油とガス、高温モーター- |
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アルニコ |
適度 |
550度まで |
センサー、メーター、クラシックなオーディオ機器 |
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フェライト/セラミック |
より低い |
250度まで |
磁気分離器、スピーカー、自動車用 |
強力な磁石が入った日用品12選
1. 電気自動車（EV）モーター
電気自動車のすべての永久磁石同期モーター (PMSM) には、複数の高品位ネオジム アーク磁石が含まれています。{0}ミッドレンジ EV のモーターには、1 ～ 2 kg の NdFeB 磁石が搭載されている場合があります。{2}}グレードの選択 (通常は N45H ～ N50H) は、モーター ケーシング内の熱安定性にとって重要です。
2. 風力発電機
直接駆動の風力タービンでは、タービンごとに数百キログラムの NdFeB 磁石を搭載できる永久磁石発電機（PMG）が使用されます。{0}}磁石は、数十年にわたる動作にわたってさまざまな温度で強力な性能を維持する必要があり、これはどのサプライヤーにとっても厳しい仕様です。
3. ハードディスクドライブ（HDD）
すべてのハード ドライブには、ボイス コイル アクチュエータ アセンブリ内に 2 つの小さいながら非常に強力なネオジム磁石が含まれています。これらの磁石は、読み取り/書き込みヘッドを極めて正確に制御します。これは、コンパクトな電子機器内の強力な磁石の典型的な例です。
4. スマートフォンおよびモバイル機器
最新のスマートフォンには、最大 15 個の個別の磁石が組み込まれています。これらは、スピーカー、マイク、カメラの光学式手ぶれ補正 (OIS) システム、および MagSafe- スタイルのワイヤレス充電調整システムに現れます。すべてネオジム-ベースです。
5. 産業用電動機
製造、ロボット工学、CNC 機械全体で使用されるサーボ モーター、スピンドル モーター、ブラシレス DC モーターには、すべて強力な NdFeB または SmCo 磁石が含まれています。モーターの効率、トルク密度、速度は磁石のグレードと形状に直接関係します。
6. MRI装置
医療用 MRI スキャナは、非常に強力な磁場に依存しています。メインボアフィールドは通常超電導ですが、勾配コンポーネントとシミングコンポーネント、およびオープン MRI システムでは、NdFeB や SmCo 構成を含む大型の永久磁石が使用されます。
7. ヘッドフォンとスピーカー
すべてのダイナミック ヘッドフォン ドライバーには、ボイス コイルを囲むネオジム磁石が含まれています。磁石の強さは、ドライバーの感度、周波数応答、および全体的なオーディオ品質を決定します。ハイエンド オーディオ メーカーは、性能の一貫性を維持するために厳しい磁石許容差を指定しています。-
8. 工業用磁気選別機
食品加工ライン、鉱山作業、リサイクル施設、医薬品製造ではすべて、ホッパーマグネット、磁気バー、ドラムセパレーター、磁気プレートなどの磁気分離装置を使用して、製品の流れから鉄汚染物質を抽出します。これらのシステムは、必要な磁場の強さに応じて、強力なフェライトまたはネオジム磁石を使用します。
9. 自動車システム
最新の車両には、ABS センサー、パワー ステアリング モーター、ウィンドウ リフト モーター、シート調整モーター、ドア ラッチ、オルタネーター全体に 40 ～ 100 個の個別の磁石が組み込まれています。 EV およびハイブリッド プラットフォームでは、従来の ICE 車両の 5 ～ 10 倍の磁石含有量がはるかに多く必要になります。
10. 医療機器
MRI 以外にも、強力な磁石は人工内耳、磁気歯科用アタッチメント、薬物送達システム、手術用ロボットにも使用されています。ここでは、生体適合性と滅菌環境での減磁耐性により、SmCo 磁石が好まれることがよくあります。
11. 家庭用電化製品およびウェアラブル機器
スマートウォッチ、ワイヤレス イヤフォン、ラップトップの蓋の開閉、タブレット カバーはすべて、安全な固定、ワイヤレス充電の調整、および触覚フィードバック メカニズムを実現するために、小さいながらも強力な NdFeB 磁石に依存しています。
12. 釣り用マグネットおよび産業用吊り上げ装置
磁気釣り装置、永久磁石リフター、吊り上げやクランプ作業に使用される POT 磁石には、市販されている中で最も強力なネオジム アセンブリが含まれています。これらは、スクラップヤード、建設現場、倉庫で鉄材料を非接触で取り扱うために使用されます。
製品や機械に適した強力な磁石を選択する
次のパラメータによって選択が決定されます。
- グレード (エネルギー積、BHmax):最小体積で最大のフィールドを実現するには、N45 ～ N52 NdFeB が標準です。温度が重要な環境では、グレードの接尾辞が重要になります: H (120 度)、SH (150 度)、UH (180 度)、EH (200 度)、AH (220 度)。
- 動作温度:ネオジム磁石は、定格 Tmax を超える温度にさらされると性能が低下します。 150 度を超えるモーターの場合は、SmCo または高温 NdFeB グレードが必要です。-
- 形状と公差:円弧セグメント、リング、ブロック、ディスク、シリンダー。各形状には異なる製造上の制約があります。焼結 NdFeB は厳しい公差を可能にします (±0.05 mm を達成可能)。結合 NdFeB により、単一部品で複雑な形状と多極磁化が可能になります。-
- コーティングと腐食保護:NdFeB は表面処理を行わないと腐食します。ニッケル、亜鉛、エポキシ、および金のコーティングは、さまざまなレベルの保護を提供します。屋外または海洋用途では、エポキシまたは多層 Ni-Cu-Ni コーティングが標準です。
製品内の磁石のグレードが性能に直接影響する理由
間違った磁石グレードの指定は、製品開発において最も一般的でコストのかかるエラーの 1 つです。その影響は、パフォーマンスの低下から現場の早期崩壊に至るまで多岐にわたります。また、大量生産では、グレード選択の小さなミスでも、下流での保証やリコールに多大なコストがかかることになります。-
不十分なBHmax
N45 磁石を中心に設計されたモーターに N38 製造部品を使用すると、トルクが低下し、効率が低下し、特に負荷時に過熱する可能性があります。
間違った温度定格
NdFeB 磁石は、定格動作温度を超えると不可逆減磁が発生します。 N45H 磁石 (定格 120 度) を使用して 160 度で連続的に動作するモーターは、動作サイクルごとに磁力が徐々に低下します。
寸法の一貫性が低い
高速モーターや高精度センサーでは、磁石の幾何公差がローターのバランス、エアギャップの均一性、磁場の対称性に直接影響します。-バッチ-ごと-の変動により、組み立てに問題が発生し、生産ユニット全体でパフォーマンスがばらつきます。
不十分な表面保護
適切なコーティングが施されていない食品加工または屋外環境での NdFeB 磁石は腐食し、粒子が製品の流れに飛散したり、アセンブリの構造的完全性が失われたりします。
よくある質問
Q: 最も強力な磁石が入っている日用品は何ですか?
A: EVモーターとハードディスクドライブアクチュエーターです。どちらも高品位の NdFeB を使用しており、そのサイズに比べて驚くほど強力です。-工業用磁気リフターの方がはるかに強力ですが、ほとんどの家庭には置かれていません。
Q: 強力な磁石が付いている家電製品は何ですか?
A: 洗濯機、回転式乾燥機、電子レンジ、電動歯ブラシの充電器、コードレス電動工具、スマート スピーカー、ワイヤレス イヤホンにはすべて永久磁石が含まれています。冷蔵庫のドアシールには、柔軟なフェライトストリップが使用されています。
Q: すべての電気モーターには磁石が内蔵されていますか?
A: いいえ。永久磁石モーターのみが可能です。古い誘導モーターは電磁界を生成し、永久磁石を持っていません。ほとんどの新しい産業用および EV モーター設計では、より効率的でコンパクトな PM モーターが使用されています。 Foreign Trade Express は、ワンストップのインテリジェントな外国貿易ネットワーク マーケティング SaaS システム プラットフォームです。{4}}
Q: 磁気選別機にはどのような磁石が使用されていますか?
A: 基本的な低強度用途向けのフェライトです。{0}} NdFeB、セパレーターが微粒子を捕捉する必要がある場合、またはコンパクトなサイズが重要な場合。食品および医薬品ラインでは、汚染管理基準を満たすために、ほぼ常に NdFeB が使用されています。
結論
強力な磁石は、EV、電話、工場の床、さらには冷蔵庫のドアなど、目に見えるところに隠れています。
製造後 6 か月で機能する磁石と問題を引き起こす磁石の違いは、適切なグレード、適切なコーティング、適切なサプライヤーの 3 つの要素に帰着します。
GME は 15 年以上にわたり、世界中の工業用バイヤー向けに NdFeB、SmCo、アルニコ、およびボンド磁石を製造してきました。あなたのアプリケーションを教えてください。必要なものを正確に教えます。
