外周8極極異方性SmFeN磁石解析事例
【解析事例：磁場解析シミュレーション】

• モーターのトルクは変えずに振動を少なくしたい
• これまで等方性の磁石を使っていて磁力が高い異方性磁石を使いたい
• 異方性磁石の表面磁束波形をコントロールする方法がわからない
• 異方性磁石を使ったモーターの特性をシミュレーションしたい

Wellmax®SmFeN磁石材料は異方性磁石材料なので成形の際に磁場を加えて結晶の向きを揃える（配向する）ことが必要です。市販の磁場解析ソフト「JMAG」を用いてどのような配向の構成を行えば良いかの事例をご紹介します。

【Step1：配向解析】

永久磁石を埋め込んだいくつかの金型のモデルを作成して成形の際にWellmax®材料がどのような配向になるかを計算します。

【Step2：表面磁束密度解析】

Step1で得られたWellmax®磁石の配向で得られる磁石の表面磁束密度の波形を計算します。

（モデル）磁場解析シミュレーションする磁石

図１　解析する磁石形状

【解析モデル】

配向モデルは磁石1極に対して2個の永久磁石（配向用磁石）を用いて構成し、配向用磁石の角度や金型部品の材質を変えて磁場解析を行いました。
2個の配向用磁石の角度は、矩形波状となる平行配向のパターン（Case-1）を起点に、ピークが高くなる対向配向のパターン（Case-2～6）について配向角度を調整して要求特性（ピーク、形状）を満足する構成を探索しました。

図２　解析モデル（例）

【解析結果】

キャビティ内に充填されたWellmax®磁石材料の磁化の方向と大きさを、各配向モデルで磁場解析ソフト「JMAG」を用いて計算しました。

図３　キャビティ内の配向解析ベクトル図（例）

【解析モデル】

Step1で得られた配向を持つWellmax®材料の各磁石の表面磁束密度がどのような波形になるかを磁場解析を用いてシミュレーションしました。

【解析結果】

各配向モデルで磁場解析を行いシミュレーションした磁石の表面磁束密度のピーク値、1極の面積、波形の奇数次成分値について比較を行いました。

図４　各配向に基づく磁石解析結果ベクトル図（例）

図５　６パターンの配向モデルにおける磁石の表面磁束密度波形

図６　６パターンの配向モデルにおける磁石の表面磁束密度波形のピーク値、１極の面積、とFFT解析結果

・SmFeN射出成形異方性ボンド磁石材料(Wellmax®材料)で要求特性を満足する配向金型の構成を磁場解析シミュレーションにより検討しました。検討した配向パターン6種類のいずれも磁石の表面磁束密度のピーク値は満足し、3つのパターンは表面磁束密度波形の1次成分が90%を超えて波形要求の正弦波に近い波形となりました。
・ピーク値と波形の要求を満たした配向構成のうち、更に2パターンの配向構成では波形の3次、5次成分が低いため、このいずれかの配向構成とWellmax®材料の組合せが良いでしょう。