ソレノイドの鉄心の材料について

こんにちは、
ソレノイドは、固定鉄心と稼動鉄心がありますが、それぞれどのような磁性材料が使用されているのでしょうか？その磁性体は温度が上がって磁力が低下することはないでしょうか？またネオジウム磁石などの永久磁石は使用されないのでしょうか？

No.3 ベストアンサー 回答者： tetsumyi 回答日時： 2013/06/30 08:07

No.1ですが

固定鉄心に永久磁石を使用した場合、ソレノイド内の可動鉄心に軟磁性材料を使用して、ソレノイドの電流の向きを変化させれば、少ない電流で済むかどうか、実際にやってみてください。
このような設計の物が無いのには理由があります。

この回答への補足

ご回答有難う御座います。
＞このような設計の物が無いのには理由があります。
下記の自己保持ソレノイドは、永久磁石が使用されています。

http://www.takaha.co.jp/technological/action.htm …

補足日時：2013/06/30 09:13

この回答へのお礼

ご回答有難うございます。

永久磁石を使用したソレノイドが存在するから効率が良いとは限りませんね。
出力は高いかもしれませんが、ひよっとしたら、永久磁石（硬磁性体）を使うとヒステリシス損が大きくて、電力を一杯消費するかもしれません。
考える材料を与えて頂きまして、有難うございました。

お礼日時：2013/07/02 21:38

No.2 回答者： neji1 回答日時： 2013/06/28 18:03

No.1の方が回答されているとおり、鉄心には、比透磁率が大きく、かつ、残留磁束密度の小さい（保磁力の小さい）素材が使われます。

・比透磁率が高い
コイルで発生した磁束により鉄心が効率的に磁化し、吸引力が大きくなります。

・残留磁束密度が小さい
電源をOFFした時に、鉄心が磁化されていないため、戻す力が小さくなります。
これが大きいと、可動鉄心を戻すためのバネなどを強くする必要があり、結果的に、ソレノイドで発生した吸引力を無駄にしてしまいます。
また、復帰時間も長くなるため、ソレノイドの動作時間に制限がある場合＝短時間での応答が必要な場合には不利になります。

ということで、純鉄などが適していますが、高価であるため、あまり使われていません。
一般的には、快削鋼などが使われています。

次に、温度上昇ですが、これは、通電によりコイルが発熱し、コイルの抵抗値が上がり電流が流せなくなります。
それにより、吸引力が低下してしまいます。最悪の場合には、コイルが焼損してしまいます。
そのため、ソレノイドを使用する場合には、温度上昇に非常に配慮する必要があります。

最後に、ネオジム磁石などの使用についてですが、聞いたことがありません。
永久磁石を使用するソレノイドとなると、自己保持型のソレノイドだと思いますが・・・。
永久磁石は、程度の差こそあれ、熱によって減磁しますので、こちらも発熱対策は必須です。
ネオジム磁石は、熱による減磁が大きいため、使われることは無いと思います。

以下参考リンクです。

http://www.takaha.co.jp/technological/index.html

http://www.tdsjp.co.jp/techno/index.html

この回答への補足

ご回答有難う御座います。
＞一般的には、快削鋼などが使われています。
材料のことを理解していないので、教えて下さい。
誘導モータの回転子などに使用される「電磁鋼板」と呼ばれている軟磁性材料と「快削鋼」は同じようなものなのでしょうか？

＞そのため、ソレノイドを使用する場合には、温度上昇に非常に配慮する必要があります。
＞ネオジム磁石は、熱による減磁が大きいため、使われることは無いと思います。
ネオジム磁石は８０度程度で、磁性が弱まると聞いたことがあるので、ソレノイドの故障も、このためでは？と勝手に思い込んでいました。
一般的に（例えば１００台の内、１台の）ソレノイドが温度上昇で動作が悪くなった場合、コイルの製造不良（抵抗が大きい等）が多いのでしょうか？

補足日時：2013/06/28 23:51

No.1 回答者： tetsumyi 回答日時： 2013/06/28 08:09

磁性材料としては磁化率が高く残留磁気の小さい物を使用します。

http://www.gxk.jp/elec/musen/1ama/H12/html/H1208 …
残留磁気が小さい材料は損失が小さく温度もあまり上がりませんが、発熱と放熱を考えて温度があまり上がらないように設計します。

ソレノイドは電流によって動きますが、普通電流が流れない場合OFF位置となり電流が流れるとON位置となります。
永久磁石では一方に引き付けられますが、これを動かそうとすると多くの電流を流す必要があり無駄に電力を消費します。

この回答への補足

ご回答有難う御座います。
＞磁性材料としては磁化率が高く残留磁気の小さい物を使用します。
軟磁性体と呼ばれる物と考えてよろしいでしょうか？
誘導モータの回転子などに使用される「電磁鋼板」などが使用されるのでしょうか？

＞永久磁石では一方に引き付けられますが、これを動かそうとすると多くの電流を流す必要があり無駄に電力を消費します。
そうですか？固定鉄心に永久磁石を使用した場合、ソレノイド内の可動鉄心に軟磁性材料を使用して、ソレノイドの電流の向きを変化させれば、少ない電流で済む、より効率的なソレノイドアクチュエータになるような気がしますが、如何でしょうか？

補足日時：2013/06/28 23:33