工業用コンポーネントや DIY プロジェクトの世界では、これほど多用途で重要なアイテムはほとんどありません。リングマグネット。環状磁石またはドーナツ磁石とも呼ばれるこの磁石は、中央に穴のある独特の形状により、固体磁石では対応できない幅広い用途が可能になります。新しいモーターを設計するエンジニアであっても、センサーを構築する愛好家であっても、信頼性の高いコンポーネントを調達する調達専門家であっても、リング磁石の全範囲を理解することは不可欠です。このガイドでは、リング磁石のパラメータ、材料オプション、および選択プロセスに役立つ実践的な知識の詳細かつ専門的な概要を提供します。
リング磁石は、厚さ方向 (軸方向) または直径全体 (半径方向) に磁化された永久磁石で、明確な磁界パターンを作成します。中央の穴は単にスペースを節約するだけではありません。シャフト、ボルト、センサー、配線の通過を可能にし、機械および電気アセンブリに不可欠なものとなります。その性能は、材料グレード、寸法、磁化方向の組み合わせによって決まります。
適切なリング磁石を選択するには、その仕様に細心の注意を払う必要があります。以下は、明確にするためにリスト形式と表形式の両方で示されている主要なパラメータの詳細な内訳です。
Q: アキシャル方向に磁化されたリング磁石とラジアル方向に磁化されたリング磁石の主な違いは何ですか?
A: 磁化の方向は磁場の向きを根本的に変えます。軸方向に磁化されたリング磁石は、2 つの平坦な円形面に N 極と S 極を持ちます。磁力線は穴を通って平行に走ります。半径方向に磁化されたリング磁石は、円筒の外側表面と円筒の内側表面 (穴の周囲) に極を持ちます。磁力線は磁石の壁を垂直に通過します。軸方向の磁化は、単純な保持と感知の場合により一般的です。ラジアル磁化は、ブラシレス DC モーターやエンコーダーなど、フィールドがシャフトの周りの回転部品と相互作用する必要があるアプリケーションにとって非常に重要です。
Q: リング磁石の用途に適した材料を選択するにはどうすればよいですか?
A: 選択はアプリケーションの優先順位によって決まります。限られたスペースでコストを二の次で最大限の強度を得るには、ネオジムを選択してください。アプリケーションに非常に高温 (>150°C) が含まれる場合、またはコーティングなしで優れた耐食性が必要な場合は、フェライトまたはサマリウム コバルトを検討してください。極端な温度 (>250°C) と強力なパフォーマンスを組み合わせ、予算の制約が少ない場合には、サマリウム コバルトが最良の選択です。強度要件があまり厳しくなく、コスト重視の大量生産用途では、フェライトが標準です。
Q: ネオジムリング磁石にメッキが必要なのはなぜですか?また、オプションは何ですか?
A: ネオジム磁石は主に鉄、ネオジム、ホウ素でできており、湿気にさらされると急速に酸化(錆び)します。メッキは腐食に対するバリアを形成します。ニッケル (通常は Ni-Cu-Ni の 3 層) が最も一般的で、優れた全体的な保護と光沢のある仕上げを提供します。亜鉛メッキは適切な保護とわずかに青みがかった灰色の仕上げを提供し、多くの場合低コストです。化学薬品、海水が含まれる用途、または電気絶縁が必要な場合には、エポキシまたはパリレン コーティングが優れていますが、厚さが増す可能性があります。
Q: 標準のリング磁石に機械加工またはドリルで穴を開けて内径をカスタマイズできますか?
A: 特にネオジムやフェライトなどの焼結磁石の場合は、強くお勧めしません。これらの材料は非常に硬くて脆いです。穴を開けたり機械加工しようとすると、熱 (磁石が消磁する可能性があります) と可燃性の細かい粉塵が発生します。また、高い応力が発生し、ほぼ確実に磁石に亀裂や粉砕が発生します。必要な正確な内径のリング磁石を必ずメーカーに注文してください。
Q: 温度はリング磁石の性能にどのような影響を与えますか?
A: すべての永久磁石は、温度が上昇すると磁力が低下します。この損失は、可逆的 (磁石が冷却されると強度を回復する) になる場合もあれば、不可逆的 (永久的な損傷) になる場合もあります。各材料グレードには最高動作温度とキュリー温度があります。最高温度を超えて動作すると、不可逆的な損失が発生する可能性があります。たとえば、標準的な N42 グレードのネオジム磁石は通常 80°C を超える温度で使用しないでください。一方、高温グレード (N42H、N42SH など) は 120°C または 150°C に耐えることができます。特定のグレードの温度係数については、必ずメーカーのデータシートを参照してください。
Q: リング磁石はどのように安全に取り扱われ、保管されるべきですか?
A: 脆くて強い磁場があるため、取り扱いには注意してください。電子機器、ペースメーカー、磁気記憶媒体から遠ざけてください。磁石を分離するときは、横にスライドさせて分離します。激しく折れてしまう可能性があるため、決して直接こじ開けないでください。磁石は乾燥した環境に保管してください。減磁を防ぐため、他の強い磁場を避けて保管してください。長期保管の場合、極をブリッジする「キーパー」プレート (軟鋼) を使用すると、特にアルニコ磁石の場合、磁場を維持するのに役立ちますが、最新のレアアース タイプではそれほど重要ではありません。
Q: リング磁石の最も一般的な産業用途は何ですか?
A: そのアプリケーションは多くの業界に及びます。自動車およびロボット工学では、センサー (位置、速度)、ブラシレス DC モーター、およびアクチュエーターの重要なコンポーネントです。家庭用電化製品では、スピーカー、マイク、磁気充電ポートに使用されています。製造においては、磁気フィルター、分離器、保持具などに使用されます。再生可能エネルギーでは、これらは風力タービンの発電機の基礎となります。その設計により、シャフトやチューブ状のセットアップに簡単に統合できるため、回転検知と動力伝達に不可欠なものとなっています。