マグネットについて

磁石はリードスイッチの動作において重要な役割を担っており、材質・形状・磁気特性がセンサー性能に直接影響します。本ガイドでは、AlNiCo、希土類、ハードフェライトなど各種磁石の仕様、用途、取扱い上の注意点を取り上げ、エンジニアが信頼性が高く効率的なセンサー統合に最適な磁石を選定できるよう解説します。

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磁石の仕様
磁石材料の情報
AlNiCo磁石
希土類磁石
ハードフェライト磁石
磁石の取扱い
磁化の例

磁石とその仕様

磁石は市場でさまざまな仕様で入手できます。ほぼすべての寸法・形状に対応可能です。リードスイッチを動作させるには磁石（磁界）が必要です。磁石材料ごとに、寸法や形状、ならびに環境条件に応じて、利点・制約となる仕様が異なります。最も一般的に好まれ、使用される形状は、円柱、角形、リングです。要求仕様に応じて、磁石は多様な方法で磁化できます（図#1）。

また、磁石材料ごとに磁力や磁束密度が異なります。寸法と材料に加えて、磁石のエネルギーを規定する要因があります。これらは取付位置、環境条件、その他の磁界であり、リードセンサー／スイッチと磁石の相互作用に影響します。磁石でリードセンサー／スイッチを動作させる用途では、周囲温度（使用時および保管時）を考慮する必要があります。高温は不可逆的な損傷（いわゆるキュリー温度）を引き起こし、磁力および長期安定性に大きな影響を与えます。AlNiCo磁石は、最大450°Cまでの用途に最適です。

Nine diagrams of rectangular and cylindrical magnets, each labeled with north (N) and south (S) poles, showing different orientations and cross-sections to illustrate magnetism and magnetic properties. by Standex Detect — 図#1. 複数種類の磁石を示します。磁石はほぼ任意の形状に成形・製作できます。

磁石材料の情報

磁石には可逆・不可逆の減磁特性があります。衝撃、振動、強力で近接した外部磁界、ならびに高温には特に注意してください。これらの要因は、磁力と長期安定性に対して、それぞれ異なる程度で影響します。磁石は、できるだけアプリケーションの可動部に取り付けることを推奨します。磁石とリードスイッチの専門的なチューニングにより、センサー・磁石システム全体の機能性を改善できます。

A comparison chart of four types of magnets—Ferrite, AlNiCo, NdFeB, and SmCo—rating their cost, magnetic properties, working temperature, corrosion resistance, opposing field resistance, strength, and temperature coefficient. by Standex Detect

AlNiCo（アルミニウム・ニッケル・コバルト）磁石

AlNiCo磁石の原材料は、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄、チタンです。AlNiCo磁石は、焼結－鋳造工程で製造されます。硬質材料のため、コスト効率を考慮すると研削加工が必要です。特性上、最適な寸法は直径に対して長さが十分に長い形状です。リードセンサー／スイッチとの組み合わせでは、長さ／直径比が4を超えることを推奨します。AlNiCo磁石は温度安定性に優れます。円柱形のAlNiCo磁石は、すべてのStandex Detectリードセンサー／スイッチと問題なく使用できます。

Table showing AlNiCo magnetic properties—working temperature (-250 to 450°C), low temp coefficient—and standard magnetization for rectangle and cylinder types of magnets, each illustrated with magnetic poles indicated by arrows. by Standex Detect

Table showing typical, minimum, and maximum magnetic values for AlNiCo magnets according to DIN 17410, including energy product, remanence, coercivity, magnetic fields, temperature coefficients, density, and max operating temperature. by Standex Detect

希土類磁石（NdFeB & SmCo）

A chart comparing SmCo magnets' features with three shapes: disc, rectangle, and cylinder. Each shape is shown with arrows indicating magnetization direction. Key magnetic properties and uses of magnets are listed on the left. by Standex Detect

A table showing NdFeB magnet features and standard types—disc, flat rectangle, and ring. Each is illustrated with arrows indicating magnetic fields. Features include high energy, strong magnetism, small size, and up to 180°C temperature resistance. by Standex Detect

SmCoやNdFeBなどの希土類磁石は、体積・重量当たりのエネルギー密度が最も高く、減磁耐性にも優れます。以下では、同じエネルギーで他の磁石と比較します。

ハードフェライト = 体積 6 cm3
AlNiCo = 体積 4 cm3
SmCo = 体積 1 cm3
NdFeB = 体積 0.5 cm3

両者とも焼結で製造され、材料が高強度かつ脆いため、加工は研削のみに限られます。温度範囲は最大+ 250 °Cです。非常に小型の磁石も製作できます。欠点は、原材料価格が高いこと、および特殊合金の入手性が限られることです。

形状、サイズ、磁化の選択肢が多いため、リードセンサー／スイッチと磁石の組み合わせを創造的に検討でき、用途ごとにセンサー・磁石システムの最適な機能を見つけるのに役立ちます。

Table showing magnetic values of SmCo₅ magnets per DIN 17410, including energy product (160–170 kJ/m³), remanence, coercivity, temperature coefficients, density (8.3 g/cm³), max operating temp (250 °C), and magnetic fields data. by Standex Detect

Table titled NdFeB Magnetic Values according to DIN 17410 details minimum, typical, and maximum magnetic properties for magnets, including energy product, remanence, coercivity, density, and max operating temperature. by Standex Detect

ハードフェライト磁石

ハードフェライト磁石は、酸化鉄と、酸化バリウムまたは酸化ストロンチウムから製造されます。原材料を混合し、通常は磁性相を生成するために予備焼結します。予備焼結した混合物は粉砕され、得られた粉末を（湿式または乾式で）圧縮成形します。このとき、磁界中で成形（異方性）する場合と、磁界なしで成形（等方性）する場合があります。最後に焼結します。加工は研削のみが可能です。原材料が低コストのため、ハードフェライト磁石は現在供給されている磁石の中で最も低価格なタイプです。フェライトは電気的絶縁性に優れ、強い外部磁界中でも減磁しにくい特性があります。腐食傾向は低いです。推奨形状は細長い形状ですが、丸形も容易に製造できます。欠点は破損しやすいこと、および引張強度が低いことです。ハードフェライトの強度と脆さはセラミックスに類似します。さらに耐熱性に制限があり、体積当たりのエネルギーが低いという特性があります。

A comparison table showcasing types of magnets—Disc, Rectangle, Cylinder, and Ring—with simple 3D line drawings and magnetic direction arrows; key magnetic properties are listed on the left for easy reference. by Standex Detect

Table displaying Ferrit 28/26 magnetic values (DIN 17410): Shows minimum, typical, and maximum values for energy product, remanence, coercivity, temperature coefficients, density, and max operating temperature of these magnetic materials. by Standex Detect

磁石取扱いガイドライン

磁石、特に高強度の希土類タイプは、取扱い・加工時に特有の安全リスクがあります。けが、設備損傷、火災リスクを防ぐため、所定の注意事項を遵守することが重要です。以下のガイドラインは、工業環境および研究室環境で磁石を安全かつ適切に使用するための重要な安全対策を示します。

皮膚損傷リスク
- 強い磁力により皮膚に打撲が生じることがあります。磁石とすべての強磁性材料の間に安全距離を確保してください。
破片飛散ハザード
- 高エネルギー磁石が衝突すると破片が発生する場合があります。保護手袋と保護メガネを必ず着用してください。
研削粉じんによる火災リスク
- 希土類磁石の研削粉じんは自然発火性があります。研削は必ず水を使用して行ってください。
EX環境での爆発リスク
- 磁石同士の衝突により火花が発生することがあります。爆発性（EX）環境では磁石の取扱い・加工を行わないでください。

電磁干渉
- 強い磁界は電子機器やデータ記憶媒体に障害を与える場合があります。磁石をペースメーカー、ナビゲーション機器、ディスケット、回路基板から離してください。
航空貨物規制
- 磁石の航空輸送には特別申告が必要となる場合があります。
磁力低下
- 放射線、および同極同士の接合により、磁力が低下する場合があります。
温度上限
- 磁石に定義された最大使用温度を超えないでください。