JP2000182867A

JP2000182867A - 異方性ボンド磁石およびその製造方法ならびにプレス装置

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Publication number: JP2000182867A
Application number: JP10360796A
Authority: JP
Inventors: Nobutsugu Mino; 修嗣三野
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】金型に使用する強磁性体の保磁力と磁性粉末
の保磁力の間に大きな差異があっても、金型および成形
体の両方に対する脱磁を達成する異方性ボンド磁石の製
造方法および該磁石用プレス装置。【解決手段】金型内に充填した磁性粉末成形体と金型
の強磁性体部分の両方に脱磁処理を行う際、交番減衰す
るパルス磁場５１を成形体および金型に印加する。減衰
交番パルス磁場は、使用する磁性粉末の保磁力以上のピ
ーク値を有する少なくとも１つの磁場パルスを含む。
「少なくとも１つの磁場パルス」は、磁性粉末の配向方
向と反対向きを持つ。印加する減衰交番パルス磁場のう
ち、第ｋ番目パルスのピークの絶対値が磁性粉末の保磁
力以上のレベルにあり、第（ｋ＋１）番目以降のパルス
は、ピーク絶対値が何れも磁性粉末の保磁力未満のレベ
ルになる場合、第（ｋ＋１）番目パルスのピーク値の絶
対値が第ｋ番目パルスのピーク値の絶対値の４０〜９５
％の範囲内に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異方性ボンド磁石
およびその製造方法ならびに異方性ボンド磁石用プレス
装置に関する。特に、金型に用いられる強磁性体よりも
保磁力の大きな磁性粉末を用いて異方性の強いボンド磁
石を製造する方法とその製造に好適に使用されるプレス
装置に関している。

【０００２】

【従来の技術】近年、高い磁気特性を有する希土類ボン
ド磁石が各技術分野で広く利用されている。中でも磁性
粉末を特定方向に配向させた異方性ボンド磁石は特に高
い磁気特性を有するため、その用途を急速に拡大させつ
つある。異方性ボンド磁石を製造する場合、磁性粉末を
金型の成形空間内に充填し、その中で磁性粉末を特定方
向に配向させる工程が必要である。磁性粉末を配向させ
るには、磁性粉末に対して静磁界を印加する工程が行わ
れる。磁性粉末の配向および圧密工程が終了したなら
ば、成形体および金型部品に対する脱磁処理を行い、そ
の後、成形体を金型から取り出すことになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】成形体の脱磁処理に
は、成形体を構成する磁性粉末の保磁力ｉＨｃよりも大
きな磁場を形成し、成形体に印加することが必要であ
る。しかし、磁性粉末の磁気特性が向上し、その保磁力
が増大するにつれ、そのような強い静磁界を脱磁に必要
な時間生成することは困難になってきた。また、成形体
を脱磁するために強い静磁界を成形体に印加すると、そ
の静磁界は金型にも印加されるため、保磁力が相対的に
低い金型部品の磁化が反転してしまい、配向磁場とは反
対の向きの磁化が金型に残るという問題が生じる。磁性
粉末の磁気特性の改良に伴って、磁性粉末と金型部品と
の間で保磁力の差異が益々増加する傾向にあるため、こ
の問題は今後深刻になってゆくと予想される。

【０００４】成形体および金型に残磁があると、成形体
と金型とが磁気的に強く引き付け合うため、成形体を破
壊することなく金型から取り出すことは困難になる。ま
た、金型の残磁のせいで、磁性粉末を金型成形空間内に
再現性良く充填することが困難になり、単重ばらつきが
増大してしまうという問題もある。単重ばらつきの増大
は、異方性ボンド磁石の寸法および磁石特性のばらつき
を招く。

【０００５】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、金型に使用する強磁性体の保
磁力と磁性粉末の保磁力との間に大きな差異があって
も、金型および成形体の両方に対する脱磁を効果的に達
成することのできる異方性ボンド磁石の製造方法および
異方性ボンド磁石用プレス装置を提供することにある。

【０００６】また、本発明の他の目的は、成形工程後に
プレス装置で脱磁されることによって、残磁が低減さ
れ、その後にハンドリングに優れた異方性ボンド磁石を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による異方性ボン
ド磁石の製造方法は、磁性粉末を金型内に充填する工程
と、前記磁性粉末を磁場中で配向させ、前記磁性粉末に
対する圧縮成形を行う工程と、前記金型および前記金型
内の前記磁性粉末に対して脱磁処理を行う工程と、前記
磁性粉末から形成した成形体を前記金型から取り出す工
程とを包含する異方性ボンド磁石の製造方法であって、
前記脱磁処理工程において、前記磁性粉末および前記金
型に対して交番減衰するパルス磁場を印加する。

【０００８】ある実施形態では、前記金型は、前記磁性
粉末が充填される空間と、磁場を前記空間に案内するた
めの強磁性体部材と、前記空間内に充填された磁性粉末
を加圧する非磁性体部材とを備えている。

【０００９】好ましい実施形態では、前記金型は、貫通
孔を有するダイスと、前記ダイスの貫通孔に挿入され、
前記貫通孔の内壁面との間で前記磁性粉末を充填するた
めの円筒状空間を形成する下コアと、前記下コアの外周
に形成され、前記円筒状空間の底面として機能する上端
面を有している円筒状の下パンチと、加圧動作時に前記
下パンチの上端面に対向し、前記円筒状空間の上面とし
て機能する下端面を備えた円筒状の上パンチと、前記円
筒状上パンチ内に設けられ、前記下コアと同軸の上コア
とを備え、前記ダイス、前記上コアおよび前記下コアは
強磁性体から形成され、しかも、前記上パンチおよび下
パンチは非磁性体から形成されており、前記円筒状空間
内にラジアル磁界を形成することができる。

【００１０】前記金型に充填する磁性粉末の保磁力は、
前記金型に使用されている強磁性体の保磁力よりも大き
いことが好ましい。

【００１１】前記交番減衰パルス磁場は、前記磁性粉末
の保磁力以上の大きさのピーク値を有する少なくとも１
つの磁場パルスを含み、前記少なくとも１つの磁場パル
スが前記磁性粉末の配向方向とは反対の向きを持つよう
に印加とされることが好ましい。

【００１２】前記交番減衰パルス磁場の第ｋ番目パルス
のピークの絶対値（ｋは１以上の整数）が前記磁性粉末
の保磁力以上のレベルにあり、かつ第（ｋ＋１）番目以
降のパルスのピークの絶対値が前記磁性粉末の保磁力未
満のレベルにある場合において、前記交番減衰パルス磁
場の第（ｋ＋１）番目パルスのピーク値の絶対値が第ｋ
番目パルスのピーク値の絶対値の４０〜９５％の範囲内
にあることが好ましい。

【００１３】前記磁性粉末として、Ｒ−Ｔ−（Ｍ）−Ｂ
系合金（ＲはＹを含む希土類元素、ＴはＦｅまたはＦｅ
とＣｏとの混合物、Ｍは添加元素、Ｂはボロン）の粉末
を使用することが好ましい。

【００１４】本発明による異方性ボンド磁石用プレス装
置は、磁性粉末が充填される空間と、前記空間に磁場を
案内するための強磁性体部材と、前記空間内に充填され
た磁性粉末を加圧する非磁性体部材とを備えた金型と、
前記金型の前記空間および前記強磁性体部材に磁場を与
える磁場発生コイルと、前記磁場発生コイルによって交
番減衰パルス磁場を生成させ、前記磁性粉末および前記
金型に対して脱磁処理を行う脱磁手段とを備えている。

【００１５】前記脱磁手段は、前記磁場発生コイルの両
端にパルス電圧を印加する手段と、前記磁場発生コイル
に並列接続された追加コイルとを備えていることが好ま
しい。

【００１６】前記脱磁手段は、前記磁性粉末の保磁力以
上の大きさのピークを有する少なくとも１つの磁場パル
スを含み、しかも前記少なくとも１つの磁場パルスが前
記磁性粉末の配向方向とは反対の向きを持つように前記
交番減衰パルス磁場を生成することが好ましい。

【００１７】前記交番減衰パルス磁場の第ｋ番目パルス
のピークの絶対値（ｋは１以上の整数）が前記磁性粉末
の保磁力以上のレベルにあり、かつ第（ｋ＋１）番目以
降のパルスのピークの絶対値が前記磁性粉末の保磁力未
満のレベルにある場合において、前記交番減衰パルス磁
場の第（ｋ＋１）番目パルスのピーク値の絶対値が第ｋ
番目パルスのピーク値の絶対値の４０〜９５％の範囲内
に設定され得るように構成されていることが好ましい。

【００１８】本発明による他の異方性ボンド磁石の製造
方法は、磁性粉末を金型内に充填する工程と、前記磁性
粉末を磁場中で配向させながら前記磁性粉末に対する圧
縮成形を行い、それによってラジアル異方性を有する成
形体を形成する工程と、交番減衰するパルス磁場を前記
金型および前記金型内の前記成形体に対して印加し、そ
れによって前記金型および前記成形体に対する脱磁処理
を行う工程とを包含し、前記脱磁処理後であって着磁前
における脱磁のレベルが表面磁束密度で０．０１テスラ
以下となることを特徴とする。

【００１９】本発明の異方性ボンド磁石は、圧縮成形に
よって製造された異方性ボンド磁石であって、圧縮成形
装置での圧縮成形後に前記成形圧縮装置内で脱磁処理さ
れ、前記成形圧縮装置から取り出された時の残磁レベル
が表面磁束密度で０．０１テスラ以下であることを特徴
とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の異方性ボンド磁石の製造
方法によれば、金型内に充填した状態の磁性粉末成形体
と金型の強磁性体部分の両方に対する脱磁処理を行う際
に、図１および図２に示すような交番減衰するパルス磁
場を成形体および金型に印加する。そうすることによっ
て、成形体および金型の両方に残る磁化を効率的に減少
させることができる。その結果、金型から成形体をとり
はずすときに、成形体を破損させることもない。

【００２１】印加する減衰交番パルス磁場は、使用する
磁性粉末の保磁力以上の大きさのピーク値を有する少な
くとも１つの磁場パルスを含むように生成する。この
「少なくとも１つの磁場パルス」は、磁性粉末の配向方
向とは反対の向きを持つように生成する。

【００２２】図１では、曲線１０によって減衰交番パル
ス磁場の波形が示されている。減衰交番パルス磁場の波
形は、図２の曲線２０で示されるようなものであっても
よい。

【００２３】本願明細書では、印加する減衰交番パルス
磁場のうち、第ｋ番目パルスのピークの絶対値が磁性粉
末の保磁力以上のレベルにあり、第（ｋ＋１）番目以降
のパルスについては、それらのピークの絶対値が何れも
磁性粉末の保磁力未満のレベルになるものとする。ここ
で、ｋは１以上の整数であり、磁性粉末の保磁力および
適用する減衰交番パルス磁場のパルス波形パターンに応
じて一義的に決定される。

【００２４】本発明者の実験によれば、本願発明におい
て第（ｋ＋１）番目パルスのピーク値の絶対値が第ｋ番
目パルスのピーク値の絶対値の４０〜９５％の範囲内に
あるとき、磁性粉末（成形体）および金型に対する脱磁
処理が効果的に行われることがわかった。

【００２５】なお、本願明細書では、上記のような第ｋ
番目パルスのピーク値の絶対値Ｐ_kから第（ｋ＋１）番
目パルスのピーク値の絶対値Ｐ_k+1を引いた値ΔＰをＰ_k
で割った値、すなわちΔＰ／Ｐ_kを特別に「減衰率」と
定義する。この「減衰率」という量を用いて、第（ｋ＋
１）番目パルスのピーク値の絶対値と第ｋ番目パルスの
ピーク値の絶対値との間の好ましい関係を規定すると、
減衰率は０．０５から０．６の範囲内にあることが好ま
しいと言える。この点の詳細は後述する。

【００２６】（実施例）以下に、本発明の実施例を説明
する。

【００２７】[磁性粉末の製造プロセス]本実施例では、
磁性粉末として希土類系永久磁石用合金粉末を使用す
る。希土類系永久磁石用合金粉末の水素処理法には、Ｈ
ＤＤＲ（Hydrogenation-Disproportionation-Desorptio
n-Recombination）処理法と呼ばれるものがある。「Ｈ
ＤＤＲ」は、水素化（Hydrogenation)、不均化(Disprop
ortionation)、脱水素化(Desorption)、および再結合(R
ecombination）を順次実行するプロセスを意味してい
る。本願明細書では、このような「ＨＤＤＲ処理」を
「水素雰囲気熱処理」と呼ぶことにする。

【００２８】この水素雰囲気熱処理によれば、Ｒ−Ｔ−
（Ｍ）−Ｂ系原料合金（ＲはＹを含む希土類元素、Ｔは
ＦｅまたはＦｅとＣｏとの混合物、Ｍは添加元素、Ｂは
ボロン）のインゴットまたは粉末をＨ₂ガス雰囲気また
はＨ₂ガスと不活性ガスとの混合雰囲気中で温度５００
℃〜１０００℃に保持し、それによって上記合金のイン
ゴットまたは粉末に水素を吸蔵させた後、Ｈ₂分圧１３
Ｐａ以下の真空雰囲気またはＨ₂分圧１３Ｐａ以下の不
活性ガス雰囲気になるまで温度５００℃〜１０００℃で
脱水素処理し、次いで冷却することによって合金磁石粉
末を得ることができる。

【００２９】本実施例では、保磁力が０．９５ＭＡ／ｍ
のものは、Ｎｄ_12.5Ｆｅ_75.0Ｃｏ_5.9Ｇａ_0.5Ｚｒ_0.1Ｂ
_6.0（各組成は原子％）の合金鋳塊を原料合金として用
いた。また、保磁力が１．１９ＭＡ／ｍのものは、Ｎｄ
_12.5Ｄｙ_0.2Ｆｅ_73.7Ｃｏ_12.0Ｇａ_0.4Ｚｒ_0.1Ｂ
_1.01（各組成は原子％）の合金鋳塊を原料合金として用
いた。この原料合金に対して、Ａｒ雰囲気中で１１００
℃、３６ｋｓ（＝３６×１０００秒）の均質化熱処理を
した。この均質化処理は、平均結晶粒径を約１００μｍ
以上に粗大化させるために行う。均質化処理済みの原料
合金を０．２ＭＰａの水素雰囲気で１０．８ｋｓ保持し
て脆化させ、３００μｍのふるいを通して原料粉末を得
た。なお、上記合金鋳塊の代わりに合金薄片を用いても
良い。また、スタンプミルなどを用いて原料合金を粉砕
してもよい。

【００３０】こうして得た原料粉末を、ＳＵＳ３１０Ｓ
板から作製した処理容器内に約４５ｍｍの深さになるま
で充填し、以下の条件で水素雰囲気熱処理を行った。

【００３１】まず、水素圧力が０．１５ＭＰａの水素雰
囲気にて昇温速度を１５℃／ｍｉｍとして８２０℃まで
昇温し、この温度で７．２ｋｓ保持した。次に、温度お
よび炉内総圧を維持したままＡｒガスで５分間炉内の水
素ガスを置換した後、温度を維持したままＡｒガスを５
ｌ／ｍｉｍの流量で導入しつつロータリーポンプにより
炉内を排気した。このとき、バルブ開度を調整すること
によって最終的に炉内の総圧力を５ｋＰａでバランスさ
せた。この状態を１．８ｋｓ間保持し、その間に原料粉
末内の水素ガスを放出させた。このようにして、保磁力
が約１２ｋＯｅと約１５ｋＯｅの２種類の磁性粉末を製
造した。

【００３２】次に、磁性粉末１００重量部に対して２．
５重量部の熱硬化型エポキシ樹脂を加えた混練物を形成
し、これに対して０．１重量部の滑剤を混合することに
よってコンパウンドを作成した。このコンパウンドを図
３（ａ）に示すプレス装置に充填する。充填は、フィー
ダカップによる摺り切り法によって行う。

【００３３】[成形プレス装置]図３（ａ）の成形プレス
装置は、金型部３０と、金型部３０に磁場を与える磁場
発生用コイル４１および４２とを備えている。コイル４
１および４２は、図３において不図示の脱磁装置に接続
され、静磁界だけでなく、図１および図２に示すような
波形を持つ交番減衰パルス磁界を生成することができ
る。

【００３４】金型部３０は、内径２５ｍｍの貫通孔を有
するダイス３１と、この貫通孔に挿入された外径２３ｍ
ｍの下コア３２とを有している。下コア３２の外周面と
貫通孔の内壁面との間には、磁性粉末を充填するための
円筒状空間（金型成形空間）３３が形成される。下コア
３２の外周には下パンチ３４が設けられており、その上
端面は円筒状空間３３の底面として機能する。下パンチ
３４の上方には、同様の形状を有する上パンチ３５が配
されており、その下端面は下パンチ３４の上端面に対向
している。上パンチ３５の下端面は、円筒状空間３３の
上端面を形成し、この空間３３内に充填された磁性粉末
を上から圧縮できるように支持されている。下コア３２
の上には、下コア３２と同軸の上コア３６が配置され、
上パンチ３５は上コア３６の外周に設けられている。

【００３５】磁場を形成するための上コイル４１および
下コイル４２は、それぞれ上コア３６および下コア３２
を取り囲み、上コア３６および下コア３２の内部を通る
磁束を形成する。

【００３６】上コイル４１および下コイル４２によって
形成された磁束の流れを図３（ｂ）および（ｃ）に示
す。この磁束（図中、矢印で示されている）は、上下の
コア３６および３２内を軸方向に沿って延び、磁性粉末
の充填される円筒状空間３３の近傍で方向を変え、円筒
状空間３３内を放射状に横切っている。こうして金型成
形空間３３内ではラジアル（動径）磁界が形成されるこ
とになる。このような磁界を形成するため、ダイス３
１、下コア３２および上コア３６は強磁性体から形成さ
れ、上パンチ３５および下パンチ３４は非磁性体から形
成されている。

【００３７】なお、本発明の異方性ボンド磁石の製造方
法に用いるプレス成形装置は、図３（ｂ）に示す構成を
有するものに限定されるわけではない。

【００３８】［配向・圧縮成形加工］前述の方法で作製
した磁性粉末のコンパウンドをフィーダカップによる摺
り切りによって金型部３０の円筒状空間３３に充填した
後、ラジアル方向静磁界を形成し、磁性粉末の磁界配向
を実行する。

【００３９】粉末充填時、上パンチ３５および上コア３
６は、ダイス３１の上方で待機し、円筒状空間３３の上
部が開放されている。粉末充填後、上パンチ３５および
上コア３６が下降し、磁性粉末に対する配向および圧縮
成形工程が実行される。このとき、上コア３６の底面は
下コア３２の上面に接触する位置まで降下し、上パンチ
３５は、その下端が金型成形空間３３内に僅かに入る込
む位置まで降下する。

【００４０】図４は、金型成形空間３３におけるラジア
ル磁界の強度とコイル電流の大きさとの関係を示してい
る。磁界強度はコイル電流の増加に応じて増大するが、
約０．９ＭＡ／ｍでほぼ飽和している。この飽和値は、
本実施例で使用する磁性粉末（ＨＤＤＲ磁性粉末）の保
磁力ｉＨｃよりも低い。

【００４１】本実施例では、図５（ａ）の参照符号「５
０」で示す大きさの静磁界を金型部３０の円筒状空間３
３内に形成することによって配向を実行している。配向
の際の磁界強度は、例えば０．９ＭＡ／ｍであり、その
磁場印加時間は、２〜１０秒程度である。磁界配向は反
発磁界を用いて行う。

【００４２】圧縮成形圧力としては、６００〜１０００
ＭＰａ程度の圧力をコンパウンドに与えることが好まし
い。成形方式としては、通常の圧縮成形やホットプレス
が使用される。ホットプレスを使用すると、バインダの
粘度が低下するため、粉末の配向度や粉末充填度が向上
する。このことは、磁石の磁気特性向上に有効である。

【００４３】なお、本実施例では、上パンチ３５で金型
成形空間３３を閉じた後、配向工程および圧縮成形工程
を実行しているが、配向工程は圧縮成形工程が完了する
まで継続して行われる。

【００４４】以上のプロセスによって、金型部３０の円
筒状空間３３内で外径Φ２５ｍｍ×内径Φ２３ｍｍ×高
さ１５ｍｍのラジアル異方性磁石が成形される。成形さ
れた異方性ボンド磁石内の各磁粉は、配向のための静磁
界によって磁化されている。このような磁石成形体を金
型から取り出す前に、以下に説明するようにして脱磁処
理が実行される。

【００４５】［脱磁装置および脱磁処理］金型部３０の
コイル４１および４２に接続された脱磁装置は、図７
（ａ）に示すように、磁場発生コイル４１および４２に
並列接続された追加コイル７０と、磁場発生コイル４１
および４２の両端にパルス電圧を印加する電圧印加部７
１とを備えている。

【００４６】この脱磁装置は、図１および図２に示す波
形の減衰交番パルス磁場を生成することができる。この
減衰交番パルス磁場は、磁性粉末の保磁力以上の大きさ
のピークを有する少なくとも１つの磁場パルスを含み、
その「少なくとも１つの磁場パルス」が磁性粉末の磁場
配向方向とは反対の向きを持つように生成される。更
に、交番減衰パルス磁場の「減衰率」は、５〜６０％の
範囲内になるように調整されている。減衰交番パルス磁
場の減衰率が小さいほど脱磁処理は効果的に進行する
が、減衰率を０．０５より小さくすることは装置の構成
上困難であった。また、減衰率が０．６を越えると、金
型の脱磁処理が不十分となり、金型に無視できない磁化
が残ってしまった。従って、交番減衰パルス磁場の減衰
率は、５〜６０％の範囲内にあることが好ましい。交番
減衰パルス磁場の減衰率のより好ましい範囲は、５〜３
０％である。

【００４７】脱磁は、図５（ａ）の参照符号「５１」で
示す波形の減衰交番パルス磁場を金型部３０の円筒状空
間３３内に形成することによって実行される。配向の際
の最大の磁界ピーク値は、例えば０．８〜１．３ＭＡ／
ｍである。本実施例では、パルス幅が約３〜２０ミリ
秒、パルス列間隔が数ミリ秒〜１秒程度の交番減衰パル
ス磁場を印加した。最大磁界ピーク値は、成形圧縮加工
に用いる磁性粉末の保磁力ｉＨｃによって変化するが、
ｉＨｃの１．１〜３倍程度の大きさにすることが好まし
い。

【００４８】図６は、磁化配向した磁性粉末成形体を減
衰交番パルス磁場中に置いたときの、磁界強度（Ｈ）と
磁化（Ｂ）との関係を模式的に示すグラフである。印加
する減衰交番パルス磁場のパルス磁場強度が減衰するに
従って、成形体の脱磁が進展してゆく。この脱磁処理に
際して、金型部３０の強磁性体材料の磁化も減少する。
金型材料の保磁力は小さいため、印加する減衰交番パル
ス磁場のパルス磁場強度がある程度減衰した段階から、
金型の脱磁が進行することになる。

【００４９】脱磁処理後、金型部３０から成形体を取り
出す。その際、図３（ａ）の下コア３２およびダイス３
１が降下し、軸方向上方にダイス３１の上面と同一面に
配置される。成形体がプレス装置から取り除かれた後、
再び、下コア３２およびダイス３１は上昇し、ダイス３
１内に環状の凹部が形成され、その凹部に次の成形のた
めの磁性粉末が充填される。

【００５０】こうして得た成形体（異方性ボンド磁石）
は、その後、キュア工程や着磁工程などの公知のプロセ
スを経て、最終的な異方性ボンド磁石製品となる。

【００５１】本発明によれば、着磁処理を受ける前にお
いて異方性ボンド磁石の残磁レベルを０．０１０テスラ
以下にまで低下することができる。残磁が０．０１０テ
スラ以下の異方性ボンド磁石は、プレス装置から取り出
しやすいという利点だけでなく、強磁性体粉などの余計
な物が表面に吸着することも少なく、また異方性ボンド
磁石どうしが引きつけ合うことも無いため、ハンドリン
グが行いやすいという利点を有している。

【００５２】本発明の異方性ボンド磁石は、配向とは逆
方向の磁界による従来の脱磁処理を受けたものとは異な
り、配向の際に受けた磁気履歴が消失し、図６のＯ点ま
たはその近傍の状態にある。これに対して、従来の脱磁
処理を受けた異方性ボンド磁石は、図６の横軸（Ｂ＝
０）上の比較的大きなＨを示すポイントで規定される状
態にある。このため、本発明の異方性ボンド磁石によれ
ば、多極着磁を行う場合においても、各方向に均一な着
磁が可能であるが、従来の異方性ボンド磁石によれば、
配向方向と同一の方向には着磁しやすいが、配向方向と
は逆の方向には着磁しにくいため、着磁が不均一になる
おそれがある。

【００５３】［実施例と比較例との対比］下記表１は、
本発明の実施例について成形体および金型に残る磁化
（残磁）等の測定値を示している。なお、これらの実施
例では、第１パルスの向きを配向方向とは反対にしてい
る。下記の表２には、比較例について同様の測定結果を
示している。比較例では、図５（ｂ）の参照符号「５
２」で示すような静磁界を用いて配向処理を行った後、
参照符号「５３」で示すような静磁界を用いて脱磁処理
を行った。なお、残磁の値はホール素子によって測定し
た表面磁束密度である。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】

【００５６】成形体の脱磁処理には、磁性粉末の保磁力
ｉＨｃよりも大きな磁界を形成することが必要である。
しかし、強い静磁界を形成することは通常は困難であ
る。比較例でも、生成した静磁界の大きさは高々０．９
ＭＡ／ｍ程度であった。そのため、成形体の脱磁は充分
には達成されず、磁化が残った（残磁があった）。一
方、比較例では、脱磁処理工程によって金型の磁化が反
転し、配向磁場とは反対の向きの大きな磁化が残った。
この結果、成形体と金型とは磁気的に強く引き付け合
い、成形体を破壊することなく金型から取り出すことは
できなった。また、金型の残磁の影響のせいで、磁性粉
末が磁化されて粉末どうしに吸引力や反発力が発生し、
成形前の磁性粉末を金型内に繰り返し精度良く充填する
ことが困難になり、単重ばらつきが大きくなった。

【００５７】これに対して本実施例によれば、印加する
減衰交番パルス磁場の「減衰率」が０．０５から０．６
の範囲内にあるとき、成形体および金型の両方について
脱磁が実現し、その結果、成形体を金型から容易に取り
出すことが可能であった。また、金型の残磁がほとんど
無くなくなったため、成形前の磁性粉末を金型内に再現
性良く充填することができ、単重ばらつきが減少した。

【００５８】上記表１からわかるように、減衰交番パル
ス磁場の減衰率が小さいほど、減衰波数（パルス数）が
多くなり、成形体および金型の残磁がより低減された。

【００５９】保磁力の大きな磁性粉末から形成した成形
体の場合、減衰交番パルス磁場の印加初期における強い
パルス磁場が脱磁に寄与している。一方、金型の強磁性
体部分は保磁力が相対的に小さいため、その脱磁にはピ
ーク値の絶対値が比較的小さなパルス磁場が寄与してい
る。このため、減衰率が０．６を越えて大きくなると、
印加パルス数が不足するため、成形体および金型の両方
について脱磁が不十分となる。この場合、特に金型にお
ける残磁が顕著になる。

【００６０】減衰交番パルス磁場の減衰率を低くし、減
衰波数（パルス数）を多くするため、本実施形態では、
図７（ａ）に示すように、磁場発生コイル４１および４
２に対して追加のコイル７０を並列的に接続している。
この装置によれば、コンデンサ７２の容量Ｃが１５００
μＦ、電圧Ｖが２０００Ｖの条件で減衰波ピーク数は１
３であり、減衰率は８％となった。これに対して、図７
（ｂ）に示すように追加コイル８０を磁場発生コイル４
１および４２に対して直列的に接続した場合、同じ条件
で、減衰波ピーク数は８、減衰率は２８％となった。ま
た、図７（ｃ）に示すように追加コイルを設けない場
合、同じ条件で、減衰波ピーク数は６、減衰率は４３％
となった。以上のことから、減衰率低減の観点から、磁
場発生コイル４１および４２に対して追加コイルを並列
的に接続することが好ましいと言える。

【００６１】上記実施例では、Ｎｄ_12.5Ｆｅ_75.0Ｃｏ
_5.9Ｇａ_0.5Ｚｒ_0.1Ｂ_6.0やＮｄ_12.5Ｄｙ_0.2Ｆｅ_73.7Ｃ
ｏ_12.0Ｇａ_0.4Ｚｒ_0.1Ｂ_1.01を原料合金として用いた。
しかし、本発明の用途はこの材料に限定されず、金型に
用いられている強磁性体の保磁力よりも高い保磁力を持
つ種々の磁性粉末を用いた場合に発明の効果を奏するこ
とができる。磁気特性に優れた高保磁力磁性粉末として
は、Ｒ−Ｔ−（Ｍ）−Ｂ系合金粉末（ＲはＹを含む希土
類元素、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏとの混合物、Ｍは添
加元素、Ｂはボロン）がある。このような希土類系磁石
粉末においては、希土類元素Ｒとして、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｌｕの少なくとも一種類の元素を含有する原
料を用いる。充分な磁化を得るには、希土類元素Ｒのう
ちの５０ａｔ％以上がＰｒまたはＮｄの何れかまたは両
方によって占められることが好ましい。

【００６２】希土類元素Ｒが１０ａｔ％以下では、α−
Ｆｅ相の析出によって保磁力が低下する。また、希土類
元素Ｒが２０ａｔ％を超えると、目的とする正方晶Ｎｄ
₂Ｆｅ₁₄Ｂ型化合物以外にＲリッチの第２相が多く析出
し、磁化が低下する。このため、希土類元素Ｒは全体の
１０〜２０ａｔ％の範囲内にあることが好ましい。

【００６３】Ｔは鉄族元素であって、ＦｅおよびＣｏを
含む。Ｔが６７ａｔ％未満の場合、保磁力および磁化と
もに低い第２相が析出するため磁気特性が劣化する。Ｔ
が８５ａｔ％を超えると、α−Ｆｅ相の析出によって保
磁力が低下し、また角型性も低下する。このため、Ｔの
含有量は６７〜８５ａｔ％の範囲内にあることが好まし
い。

【００６４】なお、ＴはＦｅのみから構成されていても
良いが、Ｃｏの添加によってキュリー温度が上昇し、耐
熱性が向上する。Ｔの５０ａｔ％以上はＦｅで占められ
ることが好ましい。Ｆｅの割合が５０ａｔ％を下回る
と、Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型化合物の飽和磁化そのものが減少
するからである。

【００６５】Ｂは、正方晶Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型結晶構造を
安定的に析出するために必須である。Ｂの添加量が４ａ
ｔ％未満ではＲ₂Ｔ₁₇相が析出するため保磁力が低下
し、減磁曲線の角型性が著しく損なわれる。また、Ｂの
添加量が１０ａｔ％を超えると、磁化の小さな第２相が
析出してしまう。従って、Ｂの含有量は４〜１０ａｔ％
の範囲であることが好ましい。

【００６６】粉末の磁気的な異方性をより高めるために
は他の添加元素Ｍを付与する。添加元素Ｍとしては、Ａ
ｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗからなる群から選択
された少なくとも１種類の元素が好適に使用される。こ
のような添加元素Ｍは、全く添加されなくても良い。添
加する場合は、添加量を１０ａｔ％以下にすることが好
ましい。添加量が１０ａｔ％を超えると、強磁性ではな
く第２相が析出して磁化が低下するからである。なお、
磁気的に等方性の磁粉を得るには添加元素Ｍは不要だ
が、固有保磁力を高めるためにＡｌ、Ｃｕ、Ｇａ等を添
加してもよい。

【００６７】なお、上記希土類系合金磁石粉末以外の磁
性粉末を用いてもよい。金型に使用する強磁性体の保磁
力と磁性粉末の保磁力との間に大きな差異があり、静磁
界によっては脱磁が不完全となるあらゆる場合に本発明
は有効である。

【００６８】以上説明してきたように、本発明はラジア
ル異方性ボンド磁石の製造に特に好適であるが、けっし
てこれに限定されるわけではない。他の種々の形状を持
つ磁石成形体を作製する上でも、本発明が効果を発揮す
ることは言うまでもない。

【００６９】また、上記実施例は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁性
粉を基にして説明したが、本発明はＳｍ−Ｃｏ系やＲ−
Ｆｅ−Ｎ系等の希土類磁性粉にも適用できる。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、金型に使用する強磁性
体の保磁力と磁性粉末の保磁力との間に大きな差異があ
っても、金型および成形体の両方に対する脱磁を効果的
に達成することができる。その結果、金型から成形体を
とりはずすときに、成形体を破損させることもない。ま
た、金型の残磁がほとんど無くなくなるため、成形前の
磁性粉末を金型内に繰り返し精度良く充填することがで
き、ボンド磁石の寸法ばらつきや磁石特性のばらつきが
減少する。

【００７１】また、本発明の異方性ボンド磁石によれ
ば、残磁のレベルが充分に低く、強磁性体粉などの余計
な物が表面に吸着することが少なく、また異方性ボンド
磁石どうしか引きつけ合うこともほとんどない。このた
め、ハンドリングが極めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の脱磁処理に用いる交番減衰するパルス
磁場の一例を示す波形図である。

【図２】本発明の脱磁処理に用いる交番減衰するパルス
磁場の他の例を示す波形図である。

【図３】（ａ）は本発明の実施例で使用する成形プレス
装置（圧縮成形装置）の断面図、（ｂ）はその装置の金
型内に形成されるラジアル磁界を示す拡大断面図、
（ｃ）はそのラジアル磁界（矢印）を示す模式平面図で
ある。

【図４】ラジアル磁界強度のコイル電流値依存性を示す
グラフである。

【図５】（ａ）は、本発明の異方性ボンド磁石の製造方
法における着磁および脱磁処理時の印加磁界強度を示す
波形図、（ｂ）は、従来の異方性ボンド磁石の製造方法
における着磁および脱磁処理時の印加磁界強度を示す波
形図である。

【図６】脱磁処理時の磁界強度および磁化の関係を示す
ＢＨ図である。

【図７】（ａ）は、磁場発生コイル４１および４２に対
して追加のコイル７０を並列的に接続した実施例の構成
を示す等価回路図、（ｂ）は、追加コイル８０を磁場発
生コイル４１および４２に対して直列的に接続した場合
の等価回路図、（ｃ）は、追加コイルを設けない比較例
の等価回路図である。

【符号の説明】

１０減衰交番パルス磁場の波形曲線２０減衰交番パルス磁場の他の波形曲線３０金型部３１ダイス３２下コア３３円筒状空間３４下パンチ３５上パンチ３６上コア４１磁場発生用電磁上コイル４２磁場発生用電磁下コイル７０追加コイル７１電圧印加手段７２コンデンサ７３スイッチ７４スイッチ８０追加コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性粉末を金型内に充填する工程と、前記磁性粉末を磁場中で配向させ、前記磁性粉末に対す
る圧縮成形を行う工程と、前記金型および前記金型内の前記磁性粉末に対して脱磁
処理を行う工程と、前記磁性粉末から形成した成形体を前記金型から取り出
す工程と、を包含する異方性ボンド磁石の製造方法であ
って、前記脱磁処理工程において、前記磁性粉末および前記金
型に対して交番減衰するパルス磁場を印加する異方性ボ
ンド磁石の製造方法。
【請求項２】前記金型は、前記磁性粉末が充填される
空間と、磁場を前記空間に案内するための強磁性体部材
と、前記空間内に充填された磁性粉末を加圧する非磁性
体部材とを備えている請求項１に記載の異方性ボンド磁
石の製造方法。
【請求項３】前記金型は、貫通孔を有するダイスと、前記ダイスの貫通孔に挿入され、前記貫通孔の内壁面と
の間で前記磁性粉末を充填するための円筒状空間を形成
する下コアと、前記下コアの外周に形成され、前記円筒状空間の底面と
して機能する上端面を有している円筒状の下パンチと、加圧動作時に前記下パンチの上端面に対向し、前記円筒
状空間の上面として機能する下端面を備えた円筒状の上
パンチと、前記円筒状上パンチ内に設けられ、前記下コアと同軸の
上コアと、を備え、前記ダイス、前記上コアおよび前記下コアは強磁性体か
ら形成され、しかも、前記上パンチおよび下パンチは非
磁性体から形成されており、前記円筒状空間内にラジア
ル磁界を形成することができる、請求項１に記載の異方
性ボンド磁石の製造方法。
【請求項４】前記金型に充填する磁性粉末の保磁力
は、前記金型に使用されている強磁性体の保磁力よりも
大きいことを特徴とする請求項１から３の何れかひとつ
に記載の異方性ボンド磁石の製造方法。
【請求項５】前記交番減衰パルス磁場は、前記磁性粉
末の保磁力以上の大きさのピーク値を有する少なくとも
１つの磁場パルスを含み、前記少なくとも１つの磁場パルスが前記磁性粉末の配向
方向とは反対の向きを持つように印加とされることを特
徴とする請求項１から４の何れかひとつに記載の異方性
ボンド磁石の製造方法。
【請求項６】前記交番減衰パルス磁場の第ｋ番目パル
ス（ｋは１以上の整数）のピークの絶対値が前記磁性粉
末の保磁力以上のレベルにあり、かつ第（ｋ＋１）番目
以降のパルスのピークの絶対値が前記磁性粉末の保磁力
未満のレベルにある場合において、前記交番減衰パルス
磁場の第（ｋ＋１）番目パルスのピーク値の絶対値が第
ｋ番目パルスのピーク値の絶対値の４０〜９５％の範囲
内にあることを特徴とする請求項１から５の何れかひと
つに記載の異方性ボンド磁石の製造方法。
【請求項７】前記磁性粉末として、Ｒ−Ｔ−（Ｍ）−
Ｂ系合金（ＲはＹを含む希土類元素、ＴはＦｅまたはＦ
ｅとＣｏとの混合物、Ｍは添加元素、Ｂはボロン）の粉
末を使用することを特徴とする請求項１から６の何れか
ひとつに記載の異方性ボンド磁石の製造方法。
【請求項８】磁性粉末が充填される空間と、前記空間
に磁場を案内するための強磁性体部材と、前記空間内に
充填された磁性粉末を加圧する非磁性体部材とを備えた
金型と、前記金型の前記空間および前記強磁性体部材に磁場を与
える磁場発生コイルと、前記磁場発生コイルによって交番減衰パルス磁場を生成
させ、前記磁性粉末および前記金型に対して脱磁処理を
行う脱磁手段と、を備えた異方性ボンド磁石用プレス装
置。
【請求項９】前記脱磁手段は、前記磁場発生コイルの
両端にパルス電圧を印加する手段と、前記磁場発生コイ
ルに並列接続された追加コイルとを備えている請求項８
に記載のプレス装置。
【請求項１０】前記脱磁手段は、前記磁性粉末の保磁
力以上の大きさのピークを有する少なくとも１つの磁場
パルスを含み、しかも前記少なくとも１つの磁場パルス
が前記磁性粉末の配向方向とは反対の向きを持つように
前記交番減衰パルス磁場を生成することを特徴とする請
求項８または９に記載の異方性ボンド磁石用プレス装
置。
【請求項１１】前記交番減衰パルス磁場の第ｋ番目パ
ルス（ｋは１以上の整数）のピークの絶対値が前記磁性
粉末の保磁力以上のレベルにあり、かつ第（ｋ＋１）番
目以降のパルスのピークの絶対値が前記磁性粉末の保磁
力未満のレベルにある場合において、前記交番減衰パル
ス磁場の第（ｋ＋１）番目パルスのピーク値の絶対値が
第ｋ番目パルスのピーク値の絶対値の４０〜９５％の範
囲内に設定され得ることを特徴とする請求項８から１０
の何れかひとつに記載の異方性ボンド磁石用プレス装
置。
【請求項１２】磁性粉末を金型内に充填する工程と、前記磁性粉末を磁場中で配向させながら前記磁性粉末に
対する圧縮成形を行い、それによってラジアル異方性を
有する成形体を形成する工程と、交番減衰するパルス磁場を前記金型および前記金型内の
前記成形体に対して印加し、それによって前記金型およ
び前記成形体に対する脱磁処理を行う工程と、を包含
し、前記脱磁処理後であって着磁前における脱磁のレベルが
表面磁束密度で０．０１テスラ以下となる異方性ボンド
磁石の製造方法。
【請求項１３】圧縮成形によって製造された異方性ボ
ンド磁石であって、圧縮成形装置での圧縮成形後に前記成形圧縮装置内で脱
磁処理され、前記成形圧縮装置から取り出された時の残
磁レベルが表面磁束密度で０．０１テスラ以下であるこ
とを特徴とする異方性ボンド磁石。