JP2001035712A - 磁石粉末および等方性ボンド磁石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁束密度が高く、着磁性に優れ、信頼性、特に
耐熱性（熱的安定性）の高い磁石を提供する。 【解決手段】本発明の磁石粉末は、Ｒ_x（Ｆｅ_1-yＣ
ｏ_y）_100-x-z-wＢ_zＡｌ_w（ただし、Ｒは少なくとも１種
の希土類元素、ｘ：８．１〜９．４原子％、ｙ：０〜
０．３０、ｚ：４．６〜６．８原子％、ｗ：０．０２〜
１．５原子％）で表される合金組成からなり、かつその
構成組織が、ソフト磁性相とハード磁性相とが相隣接し
て存在するナノコンポジット組織となっている磁石粉末
であって、結合樹脂と混合し成形して等方性ボンド磁石
としたときに、室温での磁気特性を表すＪ−Ｈ図での減
磁曲線において、前記Ｊ−Ｈ図中の原点を通り、かつ傾
き（Ｊ／Ｈ）が−３．８×１０^-6ヘンリー／ｍである直線ｙ
との交点Ｐを出発点として測定した場合の不可逆帯磁率
（χ_irr＝χ_dif−χ_rev）が５．０×１０^-7ヘンリー／ｍ以
下であり、さらに室温での固有保磁力（Ｈ_cJ）が４０６
〜７１７ｋＡ／ｍである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁石粉末および等
方性ボンド磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータ等の小型化を図るためには、その
モータに使用される際の（実質的なパーミアンスにおい
ての）磁石の磁束密度が高いことが望まれる。ボンド磁
石における磁束密度を決定する要因は、磁石粉末の磁化
の値と、ボンド磁石中における磁石粉末の含有量（含有
率）とがある。従って、磁石粉末自体の磁化がそれほど
高くない場合には、ボンド磁石中の磁石粉末の含有量を
極端に多くしないと十分な磁束密度が得られない。

【０００３】ところで、現在、高性能な希土類ボンド磁
石として使用されているものとしては、希土類磁石粉末
として、ＭＱＩ社製のＭＱＰ−Ｂ粉末を用いた等方性ボ
ンド磁石が大半を占めている。等方性ボンド磁石は、異
方性ボンド磁石に比べ次のような利点がある。すなわ
ち、ボンド磁石の製造に際し、磁場配向が不要であるた
め、製造プロセスが簡単で、その結果製造コストが安価
となることである。しかしこのＭＱＰ−Ｂ粉末に代表さ
れる従来の等方性ボンド磁石には、次のような問題点が
ある。

【０００４】１） 従来の等方性ボンド磁石では、磁束
密度が不十分であった。すなわち用いられる磁石粉末の
磁化が低いため、ボンド磁石中の磁石粉末の含有量（含
有率）を高めなければならないが、磁石粉末の含有量を
高くすると、ボンド磁石の成形性が悪くなるため、限界
がある。また、成形条件の工夫等により磁石粉末の含有
量を多くしたとしても、やはり、得られる磁束密度には
限界があり、このためモータの小型化を図ることはでき
ない。

【０００５】２） 保磁力が高いため、着磁性が悪く、
比較的高い着磁磁場が必要であった。

【０００６】３） ナノコンポジット磁石で残留磁束密
度の高い磁石も報告されているが、その場合は逆に保磁
力が小さすぎて、実用上モータとして得られる磁束密度
（実際に使用される際のパーミアンスでの）は非常に低
いものであった。また、保磁力が小さいため、熱的安定
性も劣る。

【０００７】４） ボンド磁石の耐食性、耐熱性が低く
なる。すなわち、磁石粉末の磁気特性の低さを補うため
に、ボンド磁石中の磁石粉末の含有量を多くしなければ
ならず（すなわちボンド磁石の密度を極端に高密度化す
ることとなり）、その結果、ボンド磁石は、耐食性、耐
熱性が劣り信頼性が低いものとなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、磁束
密度が高く、着磁性に優れ、信頼性、特に温度特性に優
れた磁石を提供することができる磁石粉末および等方性
ボンド磁石を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１７）の本発明により達成される。

【００１０】（１） Ｒ_x（Ｆｅ_1-yＣｏ_y）_100-x-z-wＢ
_zＡｌ_w（ただし、Ｒは少なくとも１種の希土類元素、
ｘ：８．１〜９．４原子％、ｙ：０〜０．３０、ｚ：
４．６〜６．８原子％、ｗ：０．０２〜１．５原子％）
で表される合金組成からなり、かつ、その構成組織が、
ソフト磁性相とハード磁性相とが相隣接して存在する組
織となっている磁石粉末であって、結合樹脂と混合し成
形して等方性ボンド磁石としたときに、室温での磁気特
性を表すＪ−Ｈ図での減磁曲線において、前記Ｊ−Ｈ図
中の原点を通り、かつ傾き（Ｊ／Ｈ）が−３．８×１０
^-6ヘンリー／ｍである直線との交点を出発点として測定した
場合の不可逆帯磁率（χ_irr）が５．０×１０^-7ヘンリー／
ｍ以下であり、さらに、室温での固有保磁力（Ｈ_cJ）が
４０６〜７１７ｋＡ／ｍであることを特徴とする磁石粉
末。

【００１１】（２） 前記磁石粉末は、その構成組織
が、ソフト磁性相とハード磁性相とが相隣接して存在す
るナノコンポジット組織となっている上記（１）に記載
の磁石粉末。

【００１２】（３） 前記ＲはＮｄおよび／またはＰｒ
を主とする希土類元素である上記（１）または（２）に
記載の磁石粉末。

【００１３】（４） 前記Ｒは、Ｐｒを含み、その割合
が前記Ｒ全体に対し５〜７５％である上記（１）ないし
（３）のいずれかに記載の磁石粉末。

【００１４】（５） 前記Ｒは、Ｄｙを含み、その割合
が前記Ｒ全体に対し１４％以下である上記（１）ないし
（４）のいずれかに記載の磁石粉末。

【００１５】（６） 磁石粉末は、溶融合金を急冷する
ことにより得られたものである上記（１）ないし（５）
のいずれかに記載の磁石粉末。

【００１６】（７） 磁石粉末は、冷却ロールを用いて
製造された急冷薄帯を粉砕して得られたものである上記
（１）ないし（６）のいずれかに記載の磁石粉末。

【００１７】（８） 磁石粉末は、その製造過程で、ま
たは製造後少なくとも１回熱処理が施されたものである
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の磁石粉末。

【００１８】（９） 平均粒径が０．５〜１５０μｍで
ある上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の磁石粉
末。

【００１９】（１０） 上記（１）ないし（９）のいず
れかに記載の磁石粉末を結合樹脂で結合してなることを
特徴とする等方性ボンド磁石。

【００２０】（１１） Ａｌを含有する磁石粉末を結合
樹脂で結合してなる等方性ボンド磁石であって、室温で
の磁気特性を表すＪ−Ｈ図での減磁曲線において、前記
Ｊ−Ｈ図中の原点を通り、かつ傾き（Ｊ／Ｈ）が−３．
８×１０^-6ヘンリー／ｍである直線との交点を出発点として
測定した場合の不可逆帯磁率（χ_irr）が５．０×１０
^-7ヘンリー／ｍ以下であり、さらに、室温での固有保磁力
（Ｈ_cJ）が４０６〜７１７ｋＡ／ｍであることを特徴と
する等方性ボンド磁石。

【００２１】（１２） 前記磁石粉末は、Ｒ−ＴＭ−Ｂ
−Ａｌ系合金（ただし、Ｒは少なくとも１種の希土類元
素、ＴＭは鉄を主とする遷移金属）よりなるものである
上記（１１）に記載の等方性ボンド磁石。

【００２２】（１３） 前記磁石粉末は、Ｃｕ、Ｓｉ、
Ｇａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ａ
ｇ、Ｚｎ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｒよりなる群から選択される少
なくとも１種の元素を含有する上記（１１）または（１
２）に記載の等方性ボンド磁石。

【００２３】（１４） 前記元素の含有量が３原子％以
下である上記（１３）に記載の等方性ボンド磁石。

【００２４】（１５） 前記磁石粉末は、ソフト磁性相
とハード磁性相とが相隣接して存在するナノコンポジッ
ト組織で構成されたものである上記（１１）ないし（１
４）のいずれかに記載の等方性ボンド磁石。

【００２５】（１６） 多極着磁に供される、または多
極着磁された上記（１０）ないし（１５）のいずれかに
記載の等方性ボンド磁石。

【００２６】（１７） モータに用いられる上記（１
０）ないし（１６）のいずれかに記載の等方性ボンド磁
石。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の磁石粉末およびこ
れを用いた等方性ボンド磁石の実施の形態について、詳
細に説明する。

【００２８】［本発明の概要］モータなどの小型化を図
るために、磁束密度が高い磁石を得ることが課題となっ
ている。ボンド磁石における磁束密度を決定する要因
は、磁石粉末の磁化の値と、ボンド磁石中における磁石
粉末の含有量（含有率）とがあるが、磁石粉末自体の磁
化がそれほど高くない場合には、ボンド磁石中の磁石粉
末の含有量を極端に多くしないと十分な磁束密度が得ら
れない。

【００２９】現在普及している前述のＭＱＩ社製のＭＱ
Ｐ−Ｂ粉末は、前述したように、用途によっては磁束密
度が不十分であり、よって、ボンド磁石の製造に際し、
ボンド磁石中の磁石粉末の含有量を高めること、すなわ
ち高密度化を余儀なくされ、耐食性、耐熱性や機械的強
度等の面で信頼性に欠けるとともに、保磁力が高いた
め、着磁性が悪いという欠点を有している。

【００３０】これに対し、本発明の磁石粉末および等方
性ボンド磁石（等方性希土類ボンド磁石）は、十分な磁
束密度と適度な保磁力が得られ、これにより、ボンド磁
石中の磁石粉末の含有量（含有率）をそれほど高める必
要がなく、その結果、高強度で、成形性、耐食性、着磁
性等に優れた信頼性の高いボンド磁石を提供することが
でき、また、ボンド磁石の小型化、高性能化により、モ
ータ等の磁石搭載機器の小型化にも大きく貢献すること
ができる。

【００３１】さらに、本発明の磁石粉末は、ハード磁性
相とソフト磁性相とが数１０ｎｍレベルで相隣接して存
在するナノコンポジット組織を構成するものとすること
ができる。

【００３２】前述のＭＱＩ社製のＭＱＰ−Ｂ粉末は、ハ
ード磁性相の単相組織であるが、このようなナノコンポ
ジット組織では磁化の高いソフト磁性相が存在するた
め、トータルの磁化が高くなるという利点があり、さら
にリコイル透磁率が高くなるため、一旦逆磁場を加えて
もその後の減磁率が小さいという利点を有する。

【００３３】［磁石粉末の合金組成］本発明の磁石粉末
は、Ｒ_x（Ｆｅ_1-yＣｏ_y）_100-x-z-wＢ_zＡｌ_w（ただし、
Ｒは少なくとも１種の希土類元素、ｘ：８．１〜９．４
原子％、ｙ：０〜０．３０、ｚ：４．６〜６．８原子
％、ｗ：０．０２〜１．５原子％）で表される合金組成
からなる。

【００３４】Ｒ（希土類元素）としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ミッシュメタルが
挙げられ、これらを１種または２種以上含むことができ
る。

【００３５】Ｒの含有量（含有率）は、８．１〜９．４
原子％とされる。Ｒが８．１原子％未満では、十分な保
磁力が得られず、Ａｌを添加しても保磁力の向上が少な
い。一方、Ｒが９．４原子％を超えると、磁化のポテン
シャルが下がるため、十分な磁束密度が得られなくな
る。

【００３６】ここで、ＲはＮｄおよび／またはＰｒを主
とする希土類元素であるのが好ましい。その理由は、こ
れらの希土類元素は、ナノコンポジット組織を構成する
ハード磁性相の飽和磁化を高め、また磁石として良好な
保磁力を実現するために有効だからである。

【００３７】また、Ｒは、Ｐｒを含み、その割合がＲ全
体に対し５〜７５％であるのが好ましく、１０〜６０％
であるのがより好ましい。この範囲であると、残留磁束
密度の低下をほとんど生じることなく、保磁力および角
型性を向上させることができるためである。

【００３８】また、Ｒは、Ｄｙを含み、その割合がＲ全
体に対し１４％以下であるのが好ましい。この範囲であ
ると、残留磁束密度の低下を生じることなく、保磁力を
向上させることができると共に、耐熱性の大幅な向上も
可能となるからである。

【００３９】Ｃｏは、Ｆｅと同様の特性を有する遷移金
属である。このＣｏを添加すること（Ｆｅの一部を置換
すること）により、キュリー温度が高くなり、温度特性
が向上するが、Ｆｅに対するＣｏの置換比率が０．３０
を超えると、保磁力、磁束密度とともに低下する傾向を
示す。Ｆｅに対するＣｏの置換比率が０．０５〜０．２
０の範囲では、温度特性の向上のみならず、磁束密度自
体も向上するので、さらに好ましい。また、さらに、Ｆ
ｅまたはＣｏの一部をＮｉに置換してもよい。

【００４０】Ｂ（ボロン）は、高い磁気特性を得るのに
重要な元素であり、その含有量は、４．６〜６．８原子
％とされる。Ｂが４．６％未満であると、角型性が悪く
なる。一方、Ｂが６．８％を超えると、非磁性相が多く
なり、磁束密度が急減する。

【００４１】Ａｌは、保磁力向上にとって有利な元素で
あり、０．０２〜１．５原子％の範囲で保磁力向上の効
果が顕著に現れる。そして、この範囲では、保磁力の向
上に追随して角型性および磁気エネルギー積も向上す
る。さらに、耐食性についても良好となる。ただし、上
述したように、Ｒが８．１原子％未満では、Ａｌ添加に
よるこのような効果は非常に小さい。また、Ａｌが１．
５原子％を超えると、磁化の低下が顕著となり、高い磁
束密度を得ることは困難となり、保磁力も低下する。

【００４２】そして、Ａｌを０．０２〜１．５原子％含
むことによるもう一つの重要な効果は、後述する不可逆
帯磁率（χ_irr）を小さくすることができ、さらに、不
可逆減磁率を改善することができ、磁石の耐熱性（熱的
安定性）が向上することである。Ａｌが０．０２原子％
未満では、このような効果が少なく、また、前述した保
磁力向上の効果も少ない。

【００４３】なお、Ａｌ自体は新規な物質ではないが、
本発明では、実験、研究を重ねた結果、ナノコンポジッ
ト組織を有する磁石粉末において、Ａｌを０．０２〜
１．５原子％の範囲で含有せしめることにより、優れ
た角型性、最大磁気エネルギー積を確保しつつ保磁力の
向上が図れる、後述する不可逆帯磁率（χ_irr）を小
さくすることができる、不可逆減磁率の改善（絶対値
の低減）が図れる、良好な耐食性を保持できる、とい
う４つの効果が得られること、特にこれらの効果が同時
に得られることを見出したものであり、この点に本発明
の意義がある。

【００４４】このように、本発明では、Ａｌを微量また
は少量含有せしめることにその特徴を見出したものであ
り、１．５原子％を超える量を添加することは、むしろ
逆効果であり、本発明の意図するところではない。

【００４５】なお、Ａｌ含有量の好ましい範囲は、前述
したように０．０２〜１．５原子％であるが、この範囲
の上限値は、１．２原子％であるのがより好ましく、
０．８原子％であるのがさらに好ましい。

【００４６】また、磁気特性をさらに向上させる等の目
的で、磁石粉末を構成する合金中には、必要に応じ、Ｃ
ｕ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｈｆ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｒよりなる群（以下こ
の群を「Ｑ」で表す）から選択される少なくとも１種の
元素を含有することもできる。Ｑに属する元素を含有す
る場合、その含有量は、３原子％以下であるのが好まし
く、０．２〜３原子％であるのがより好ましく、０．５
〜２原子％であるのがさらに好ましい。

【００４７】Ｑに属する元素の含有は、その種類に応じ
た固有の効果を発揮する。例えば、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｇａ、
Ｖ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｎｂは、耐食性を向上させる効
果がある。このうち特に、Ｓｉの含有は、耐食性向上効
果の他に、前記、、の効果をも奏する。

【００４８】［ナノコンポジット組織］ナノコンポジッ
ト組織は、ソフト磁性相１０とハード磁性相１１とが、
例えば図１、図２または図３に示すようなパターン（モ
デル）で存在しており、各相の厚さや粒径がナノメータ
ーレベル（例えば１〜１００ｎｍ）で存在している。そ
して、ソフト磁性相１０とハード磁性相１１とが相隣接
し、磁気的な交換相互作用を生じる。

【００４９】ソフト磁性相の磁化は、外部磁界の作用に
より容易にその向きを変えるので、通常はハード磁性相
に混在すると、系全体の磁化曲線はＪ−Ｈ図の第二象現
で段のある「へび型曲線」となる。しかし、ソフト磁性
相のサイズが数１０ｎｍ以下と十分小さい場合には、ソ
フト磁性体の磁化が周囲のハード磁性体の磁化との結合
によって十分強く拘束され、系全体がハード磁性体とし
て振舞うようになる。

【００５０】このようなナノコンポジット組織を持つ磁
石は、主に、以下に挙げる特徴１）〜５）を有してい
る。

【００５１】１）Ｊ−Ｈ図（縦軸に磁化（Ｊ）、横軸に
磁界（Ｈ）をとった図）の第二象現で、磁化が可逆的に
スプリングバックする（この意味で「スプリング磁石」
とも言う）。

【００５２】２）着磁性が良く、比較的低い磁場で着磁
できる。

【００５３】３）磁気特性の温度依存性がハード磁性相
単独の場合に比べて小さい。

【００５４】４）磁気特性の経時変化が小さい。

【００５５】５）微粉砕しても磁気特性が劣化しない。

【００５６】前述した合金組成において、ハード磁性相
およびソフト磁性相は、例えば次のようなものとなる。

【００５７】ハード磁性相：Ｒ₂ＴＭ₁₄Ｂ系（ただし、
ＴＭはＦｅまたはＦｅとＣｏ）、またはＲ₂ＴＭ₁₄ＢＡ
ｌ系（あるいは、Ｒ₂ＴＭ₁₄ＢＱ系、Ｒ₂ＴＭ₁₄ＢＡｌＱ
系） ソフト磁性相：ＴＭ（特にα−Ｆｅ，α−（Ｆｅ，Ｃ
ｏ））、またはＴＭとＡｌとの合金相（あるいは、ＴＭ
とＱとの合金相、ＴＭとＡｌとＱとの合金相） ［磁石粉末の製造］本発明の磁石粉末は、溶融合金を急
冷することにより製造されたものであるのが好ましく、
特に、合金の溶湯を急冷、固化して得られた急冷薄帯
（リボン）を粉砕して製造されたものであるのが好まし
い。以下、その方法の一例について説明する。

【００５８】図４は、単ロールを用いた急冷法により磁
石材料を製造する装置（急冷薄帯製造装置）の構成例を
示す斜視図、図５は、図４に示す装置における溶湯の冷
却ロールへの衝突部位付近の状態を示す断面側面図であ
る。

【００５９】図４に示すように、急冷薄帯製造装置１
は、磁石材料を収納し得る筒体２と、該筒体２に対し図
中矢印９Ａ方向に回転する冷却ロール５とを備えてい
る。筒体２の下端には、磁石材料（合金）の溶湯を射出
するノズル（オリフィス）３が形成されている。

【００６０】また、筒体２のノズル３近傍の外周には、
加熱用のコイル４が配置され、このコイル４に例えば高
周波を印加することにより、筒体２内を加熱（誘導加
熱）し、筒体２内の磁石材料を溶融状態にする。

【００６１】冷却ロール５は、基部５１と、冷却ロール
５の周面５３を形成する表面層５２とで構成されてい
る。

【００６２】基部５１の構成材料は、表面層５２と同じ
材質で一体構成されていてもよく、また、表面層５２と
は異なる材質で構成されていてもよい。

【００６３】基部５１の構成材料は、特に限定されない
が、表面層５２の熱をより速く放散できるように、例え
ば銅または銅系合金のような熱伝導率の高い金属材料で
構成されているのが好ましい。

【００６４】また、表面層５２は、熱伝導率が基部５１
と同等かまたは基部５１より低い材料で構成されている
のが好ましい。

【００６５】このような急冷薄帯製造装置１は、チャン
バー（図示せず）内に設置され、該チャンバー内に、好
ましくは不活性ガスやその他の雰囲気ガスが充填された
状態で作動する。特に、急冷薄帯８の酸化を防止するた
めに、雰囲気ガスは、例えばアルゴンガス、ヘリウムガ
ス、窒素ガス等の不活性ガスであるのが好ましい。

【００６６】急冷薄帯製造装置１では、筒体２内に磁石
材料（合金）を入れ、コイル４により加熱して溶融し、
その溶湯６をノズル３から吐出すると、図５に示すよう
に、溶湯６は、冷却ロール５の周面５３に衝突し、パド
ル（湯溜り）７を形成した後、回転する冷却ロール５の
周面５３に引きずられつつ急速に冷却されて凝固し、急
冷薄帯８が連続的または断続的に形成される。このよう
にして形成された急冷薄帯８は、やがて、そのロール面
８１が周面５３から離れ、図４中の矢印９Ｂ方向に進行
する。なお、図５中、溶湯の凝固界面７１を点線で示
す。

【００６７】冷却ロール５の周速度は、合金溶湯の組
成、周面５３の溶湯６に対する濡れ性等によりその好適
な範囲が異なるが、磁気特性向上のために、通常、１〜
６０ｍ／秒であるのが好ましく、５〜４０ｍ／秒である
のがより好ましい。冷却ロール５の周速度が遅すぎる
と、急冷薄帯８の体積流量（単位時間当たりに吐出され
る溶湯の体積）によっては、急冷薄帯８の厚さｔが厚く
なり、結晶粒径が増大する傾向を示し、逆に冷却ロール
５の周速度が速すぎると、大部分が非晶質組織となり、
いずれの場合にも、その後に熱処理を加えたとしても磁
気特性の向上が望めなくなる。

【００６８】なお、得られた急冷薄帯８に対しては、例
えば、非晶質組織の再結晶化の促進、組織の均質化のた
めに、熱処理を施すこともできる。この熱処理の条件と
しては、例えば、４００〜９００℃で、０．５〜３００
分程度とすることができる。

【００６９】また、この熱処理は、酸化を防止するため
に、真空または減圧状態下（例えば１×１０^-1〜１×１
０^-6 Torr ）、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリ
ウムガス等の不活性ガス中のような、非酸化性雰囲気中
で行うのが好ましい。

【００７０】以上のような製造方法により得られた急冷
薄帯（薄帯状の磁石材料）８は、微細結晶組織、もしく
は微細結晶がアモルファス組織中に含まれるような組織
となり、優れた磁気特性が得られる。そして、この急冷
薄帯８を粉砕することにより、本発明の磁石粉末が得ら
れる。

【００７１】粉砕の方法は、特に限定されず、例えばボ
ールミル、振動ミル、ジェットミル、ピンミル等の各種
粉砕装置、破砕装置を用いて行うことができる。この場
合、粉砕は、酸化を防止するために、真空または減圧状
態下（例えば１×１０^-1〜１×１０^-6 Torr ）、あるい
は窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガ
ス中のような、非酸化性雰囲気中で行うこともできる。

【００７２】磁石粉末の平均粒径は、特に限定されない
が、後述する等方性ボンド磁石を製造するためのものの
場合、磁石粉末の酸化防止と、粉砕による磁気特性劣化
の防止とを考慮して、０．５〜１５０μｍ程度が好まし
く、１〜６５μｍ程度がより好ましく、５〜５５μｍ程
度がさらに好ましい。

【００７３】また、ボンド磁石の成形時のより良好な成
形性を得るために、磁石粉末の粒径分布は、ある程度分
散されている（バラツキがある）のが好ましい。これに
より、得られたボンド磁石の空孔率を低減することがで
き、その結果、ボンド磁石中の磁石粉末の含有量を同じ
としたときに、ボンド磁石の密度や機械的強度をより高
めることができ、磁気特性をさらに向上することができ
る。

【００７４】なお、得られた磁石粉末に対しては、例え
ば、粉砕により導入されたひずみの影響の除去、結晶粒
径の制御を目的として、熱処理を施すこともできる。こ
の熱処理の条件としては、例えば、３５０〜８５０℃
で、０．５〜３００分程度とすることができる。

【００７５】また、この熱処理は、酸化を防止するため
に、真空または減圧状態下（例えば１×１０^-1〜１×１
０^-6 Torr ）、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘリ
ウムガス等の不活性ガス中のような、非酸化性雰囲気中
で行うのが好ましい。

【００７６】以上のような磁石粉末を用いてボンド磁石
を製造した場合、そのような磁石粉末は、結合樹脂との
結合性（結合樹脂の濡れ性）が良く、そのため、このボ
ンド磁石は、機械的強度が高く、熱安定性（耐熱性）、
耐食性が優れたものとなる。従って、当該磁石粉末は、
ボンド磁石の製造に適している。

【００７７】なお、以上では、急冷法として、単ロール
法を例に説明したが、双ロール法を採用してもよい。ま
た、その他、例えばガスアトマイズのようなアトマイズ
法、回転ディスク法、メカニカル・アロイング（ＭＡ）
法等により製造してもよい。このような急冷法は、金属
組織（結晶粒）を微細化することができるので、ボンド
磁石の磁石特性、特に保磁力等を向上させるのに有効で
ある。

【００７８】［ボンド磁石およびその製造］次に、本発
明の等方性希土類ボンド磁石（以下単に「ボンド磁石」
とも言う）について説明する。

【００７９】本発明のボンド磁石は、前述の磁石粉末を
結合樹脂で結合してなるものである。

【００８０】結合樹脂（バインダー）としては、熱可塑
性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。

【００８１】熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミ
ド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナ
イロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロ
ン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６、ナイロ
ン６Ｔ、ナイロン９Ｔ）、熱可塑性ポリイミド、芳香族
ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシ
ド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオ
レフィン、変性ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポ
リメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポ
リエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテ
ルイミド、ポリアセタール等、またはこれらを主とする
共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、
これらのうちの１種または２種以上を混合して用いるこ
とができる。

【００８２】これらのうちでも、成形性が特に優れてお
り、機械的強度が高いことから、ポリアミド、耐熱性向
上の点から、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイ
ドを主とするものが好ましい。また、これらの熱可塑性
樹脂は、磁石粉末との混練性にも優れている。

【００８３】このような熱可塑性樹脂は、その種類、共
重合化等により、例えば成形性を重視したものや、耐熱
性、機械的強度を重視したものというように、広範囲の
選択が可能となるという利点がある。

【００８４】一方、熱硬化性樹脂としては、例えば、ビ
スフェノール型、ノボラック型、ナフタレン系等の各種
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン
樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリ
イミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙
げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して
用いることができる。

【００８５】これらのうちでも、成形性が特に優れてお
り、機械的強度が高く、耐熱性に優れるという点から、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリ
コーン樹脂が好ましく、エポキシ樹脂が特に好ましい。
また、これらの熱硬化性樹脂は、磁石粉末との混練性、
混練の均一性にも優れている。

【００８６】なお、使用される熱硬化性樹脂（未硬化）
は、室温で液状のものでも、固形（粉末状）のものでも
よい。

【００８７】このような本発明のボンド磁石は、例えば
次のようにして製造される。磁石粉末と、結合樹脂と、
必要に応じ添加剤（酸化防止剤、潤滑剤等）とを含むボ
ンド磁石用組成物（コンパウンド）を製造し、このボン
ド磁石用組成物を用いて、圧縮成形（プレス成形）、押
出成形、射出成形等の成形方法により、無磁場中で所望
の磁石形状に成形する。結合樹脂が熱硬化性樹脂の場合
には、成形後、加熱等によりそれを硬化する。

【００８８】ここで、前記３種の成形方法のうち、押出
成形および射出成形（特に、射出成形）は、形状選択の
自由度が広く、生産性が高い等の利点があるが、これら
の成形方法では、良好な成形性を得るために、成形機内
におけるコンパウンドの十分な流動性を確保しなければ
ならないため、圧縮成形に比べて、磁石粉末の含有量を
多くすること、すなわちボンド磁石を高密度化すること
ができない。しかしながら、本発明では、後述するよう
に、高い磁束密度が得られ、そのため、ボンド磁石を高
密度化しなくても優れた磁気特性が得られるので、押出
成形、射出成形により製造されるボンド磁石にもその利
点を享受することができる。

【００８９】ボンド磁石中の磁石粉末の含有量（含有
率）は、特に限定されず、通常は、成形方法や、成形性
と高磁気特性との両立を考慮して決定される。具体的に
は、７５〜９９ｗｔ％程度であるのが好ましく、８５〜
９７．５ｗｔ％程度であるのがより好ましい。

【００９０】特に、ボンド磁石が圧縮成形により製造さ
れたものの場合には、磁石粉末の含有量は、９０〜９９
ｗｔ％程度であるのが好ましく、９３〜９８．５ｗｔ％
程度であるのがより好ましい。

【００９１】また、ボンド磁石が押出成形または射出成
形により製造されたものの場合には、磁石粉末の含有量
は、７５〜９８ｗｔ％程度であるのが好ましく、８５〜
９７ｗｔ％程度であるのがより好ましい。

【００９２】ボンド磁石の密度ρは、それに含まれる磁
石粉末の比重、磁石粉末の含有量、空孔率等の要因によ
り決定される。本発明のボンド磁石において、その密度
ρは特に限定されないが、５．３〜６．６Ｍｇ／ｍ³程
度であるのが好ましく、５．５〜６．４Ｍｇ／ｍ³程度
であるのがより好ましい。

【００９３】本発明では、磁石粉末の磁束密度が高く、
また保磁力もある程度大きいので、ボンド磁石に成形し
た場合に、磁石粉末の含有量が多い場合はもちろんのこ
と、含有量が比較的少ない場合でも、優れた磁気特性
（特に、高磁気エネルギー積）が得られる。

【００９４】本発明のボンド磁石の形状、寸法等は特に
限定されず、例えば、形状に関しては、例えば、円柱
状、角柱状、円筒状（リング状）、円弧状、平板状、湾
曲板状等のあらゆる形状のものが可能であり、その大き
さも、大型のものから超小型のものまであらゆる大きさ
のものが可能である。特に、小型化、超小型化された磁
石に有利であることは、本明細書中で度々述べている通
りである。

【００９５】以上のような本発明のボンド磁石は、室温
での磁気特性を表すＪ−Ｈ図（縦軸に磁化（Ｊ）、横軸
に磁界（Ｈ）をとった図）での減磁曲線において、Ｊ−
Ｈ図中の原点を通り、かつ傾き（Ｊ／Ｈ）が−３．８×
１０^-6ヘンリー／ｍである直線との交点を出発点として測定
した場合の不可逆帯磁率（χ_irr）が５．０×１０^-7ヘンリ
ー／ｍ以下であり、さらに、室温での固有保磁力
（Ｈ_cJ）が４０６〜７１７ｋＡ／ｍであるという磁気特
性（磁気性能）を有している。以下、不可逆帯磁率（χ
_irr）および固有保磁力（Ｈ_cJ）について順次説明す
る。

【００９６】［不可逆帯磁率について］不可逆帯磁率
（χ_irr）とは、図６に示すように、Ｊ−Ｈ図での減磁
曲線において、ある点Ｐにおける当該減磁曲線の接線の
傾きを微分帯磁率（χ_dif）とし、前記点Ｐから一旦減
磁界の大きさを減らしてリコイル曲線を描かせたときの
当該リコイル曲線の傾き（リコイル曲線の両端を結ぶ直
線の傾き）を可逆帯磁率（χ_rev）としたとき、次式で
表されるもの（単位：ヘンリー／ｍ）を言う。

【００９７】不可逆帯磁率（χ_irr）＝微分帯磁率（χ
_dif）−可逆帯磁率（χ_rev）なお、本発明では、Ｊ−Ｈ
図での減磁曲線において、Ｊ−Ｈ図中の原点を通りかつ
傾き（Ｊ／Ｈ）が−３．８×１０^-6ヘンリー／ｍである直線
ｙとの交点を前記点Ｐとした。

【００９８】本発明において、室温での不可逆帯磁率
（χ_irr）の上限値を５．０×１０^-7ヘンリー／ｍと定めた
理由は、次の通りである。

【００９９】前述したように、不可逆帯磁率（χ_irr）
は、一旦減磁界をかけた後、その絶対値を減少させても
戻らない磁化の磁界に対する変化率を示すものであるた
め、この不可逆帯磁率（χ_irr）をある程度小さい値に
抑えることにより、ボンド磁石の熱的安定性の向上、特
に不可逆減磁率の絶対値の低減が図れる。実際に、本発
明における不可逆帯磁率（χ_irr）の範囲では、ボンド
磁石を例えば１００℃×１時間の環境下に放置後、室温
まで戻したときの不可逆減磁率はその絶対値が約５％以
下となり、実用上（特にモータ等の使用において）十分
な耐熱性すなわち熱的安定性が得られる。

【０１００】これに対し、不可逆帯磁率（χ_irr）が
５．０×１０^-7ヘンリー／ｍを超えると、不可逆減磁率の絶
対値が増大し、十分な熱的安定性が得られない。また、
固有保磁力が低くなるとともに角型性が悪くなるので、
ボンド磁石の実際の使用において、パーミアンス係数
（Ｐｃ）が大きくなる（例えばＰｃ≧５）ような用途で
の使用に制限されてしまう。また、保磁力の低下は、熱
的安定性の低下をもたらすことにもなる。

【０１０１】室温での不可逆帯磁率（χ_irr）を５．０
×１０^-7ヘンリー／ｍ以下と定めた理由は以上のとおりであ
るが、不可逆帯磁率（χ_irr）はできるだけ小さい値が
好ましく、従って、本発明では、不可逆帯磁率
（χ_irr）が４．５×１０^-7ヘンリー／ｍ以下であるのがよ
り好ましく、４．０×１０^-7ヘンリー／ｍ以下であるのがさ
らに好ましい。

【０１０２】［固有保磁力について］ボンド磁石の室温
での固有保磁力（Ｈ_cJ）は、４０６〜７１７ｋＡ／ｍで
ある。特に、４３５〜６７７ｋＡ／ｍがより好ましい。

【０１０３】固有保磁力（Ｈ_cJ）が前記上限値を超える
と、着磁性が劣り、前記下限値未満であると、モータの
用途によっては逆磁場がかかったときの減磁が顕著にな
り、また、高温における耐熱性が劣る。従って、固有保
磁力（Ｈ_cJ）を上記範囲とすることにより、ボンド磁石
（特に、円筒状磁石）に多極着磁等をするような場合
に、十分な着磁磁場が得られないときでも、良好な着磁
が可能となり、十分な磁束密度が得られ、高性能なボン
ド磁石、特にモータ用ボンド磁石を提供することができ
る。

【０１０４】本発明のボンド磁石の最大磁気エネルギー
積（ＢＨ）maxは、特に限定されないが、８７〜１２５
ｋＪ／ｍ³程度が好ましく、１００〜１２５ｋＪ／ｍ³程
度がより好ましい。

【０１０５】

【実施例】（実施例１）以下に述べるような方法で合金
組成がＮｄ_8.7Ｆｅ_77.2-wＣｏ_8.5Ｂ_5.6Ａｌ_wの磁石粉末
（Ａｌ含有量ｗを種々変化させた複数種の磁石粉末）を
得た。

【０１０６】まず、Ｎｄ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｂ，Ａｌの各原
料を秤量して母合金インゴットを鋳造し、このインゴッ
トから約１５ｇのサンプルを切り出した。

【０１０７】図４および図５に示す構成の急冷薄帯製造
装置を用意し、底部にノズル（円孔オリフィス）を設け
た石英管内に前記サンプルを入れた。急冷薄帯製造装置
１が収納されているチャンバー内を脱気した後、不活性
ガス（アルゴンガスおよびヘリウムガス）を導入し、所
望の温度および圧力の雰囲気とした。

【０１０８】その後、石英管内のインゴットサンプルを
高周波誘導加熱により溶解し、さらに、冷却ロールの周
速度および噴射圧（石英管の内圧と雰囲気圧との差圧）
をそれぞれに２０ｍ／秒、４０ｋＰａに調整して、溶湯
を冷却ロールの周面に向けて噴射し、急冷薄帯（平均厚
さ：約３０μｍ、平均幅：約１．６ｍｍ）を得た。

【０１０９】この急冷薄帯を粗粉砕した後、アルゴンガ
ス雰囲気中で６８０℃×３００秒間の熱処理を施して、
Ａｌ含有量ｗが異なる複数種の磁石粉末を得た。

【０１１０】得られた各磁石粉末について、その相構成
を分析するため、Ｃｕ−Ｋαを用い回折角２０°〜６０
°にてＸ線回折を行った。回折パターンからハード磁性
相であるＮｄ₂（Ｆｅ・Ｃｏ）₁₄Ｂ₁相と、ソフト磁性相
であるα−（Ｆｅ，Ｃｏ）相の回折ピークが確認でき、
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察結果から、ナノ
コンポジット組織を形成していることが確認された。

【０１１１】次に、粒度調整のために、各磁石粉末をさ
らに粉砕機（ライカイ機）を用いてアルゴンガス中で粉
砕し、平均粒径６０μｍの磁石粉末とした。

【０１１２】この磁石粉末と、エポキシ樹脂（結合樹
脂）と、少量のヒドラジン系酸化防止剤とを混合し、混
練してボンド磁石用組成物（コンパウンド）を作製し
た。

【０１１３】次いで、このコンパウンドを粉砕して粒状
とし、この粒状物を秤量してプレス装置の金型内に充填
し、圧力７ｔｏｎ／ｃｍ²で圧縮成形（無磁場中）し
て、成形体を得た。

【０１１４】離型後、１５０℃の加熱によりエポキシ樹
脂を硬化させて（キュア処理）、直径１０ｍｍφ×高さ
７ｍｍの円柱状の等方性ボンド磁石を得た。各ボンド磁
石中の磁石粉末の含有量は、約９７ｗｔ％であった。ま
た、各ボンド磁石の密度は、約６．２１Ｍｇ／ｍ³であ
った。

【０１１５】＜磁気特性、不可逆帯磁率の評価＞各ボン
ド磁石について、磁場強度３．２ＭＡ／ｍでパルス着磁
を施した後、直流自記磁束計にて最大印加磁場２．０Ｍ
Ａ／ｍで磁気特性（残留磁束密度Ｂｒ、固有保磁力
Ｈ_cJ、最大磁気エネルギー積（ＢＨ）max）を測定し
た。測定時の温度は、２３℃（室温）であった。

【０１１６】図７に示すように、得られたＪ−Ｈ図の減
磁曲線において、原点を通り傾き（Ｊ／Ｈ）が−３．８
×１０^-6ヘンリー／ｍの直線との交点Ｐを出発点とし、ここ
から磁界を一旦０まで変化させてから再び元に戻してリ
コイル曲線を描き、このリコイル曲線の傾き（リコイル
曲線の両端を結ぶ直線の傾き）を可逆帯磁率（χ_rev）
として求めた。また、前記交点Ｐにおける減磁曲線の接
線の傾きを微分帯磁率（χ_dif）として求めた。室温で
の不可逆帯磁率（χ_irr）は、χ_irr＝χ_dif−χ_revとし
て求めた。これらの結果を下記表１に示す。

【０１１７】＜耐熱性の評価＞次に、前記各ボンド磁石
（直径１０ｍｍφ×高さ７ｍｍの円柱状）の耐熱性（熱
的安定性）を調べた。この耐熱性は、ボンド磁石を１０
０℃×１時間の環境下に保持した後、室温まで戻した際
の不可逆減磁率（初期減磁率）を測定し、評価した。そ
の結果を下記表１に示す。不可逆減磁率（初期減磁率）
の絶対値が小さいほど、耐熱性（熱的安定性）に優れ
る。

【０１１８】＜着磁性の評価＞次に、ボンド磁石の着磁
性を評価するために、前記各ボンド磁石（直径１０ｍｍ
φ×高さ７ｍｍの円柱状）について、着磁磁界（着磁磁
場）を種々変更したときの着磁率を調べた。着磁率は、
着磁磁界を４．８ＭＡ／ｍとしたときの残留磁束密度の
値を１００％とし、これに対する比率で示した。着磁率
が９０％となるときの着磁磁界の大きさを下記表１に示
す。この値が小さいほど、着磁性に優れる。

【０１１９】

【表１】

【０１２０】＜総合評価＞表１からわかるように、磁石
粉末中のＡｌ含有量ｗが０．０２〜１．５原子％でかつ
不可逆帯磁率（χ_irr）が５．０×１０^-7ヘンリー／ｍ以下
の等方性ボンド磁石は、いずれも優れた磁気特性（残留
磁束密度、固有保磁力、最大磁気エネルギー積）を有
し、不可逆減磁率の絶対値も小さいことから耐熱性（熱
的安定性）が高く、さらに、着磁性も良好である。

【０１２１】以上のようなことから、本発明によれば、
高性能で信頼性（特に、耐熱性）の高いボンド磁石を提
供することができる。特に、ボンド磁石をモータとして
使用した場合に、高い性能が発揮される。

【０１２２】（実施例２）実施例１と同様の方法によ
り、合金組成が（Ｎｄ_1-yＰｒ_y）_8.8Ｆｅ_balＣｏ_7.5Ｂ
_5.8Ａｌ_0.7の急冷薄帯（Ｐｒ置換量ｙを種々変化させた
複数種の急冷薄帯）を製造し、アルゴンガス雰囲気中
で、６８０℃×１０分間の熱処理を行った。前記と同様
の分析方法から、この急冷薄帯の組織は、ナノコンポジ
ット組織を形成していることが確認された。

【０１２３】次に、実施例１と同様にして、前記急冷薄
帯から磁石粉末を得、この磁石粉末から外径２０ｍｍ
φ、内径１８ｍｍφ×高さ７ｍｍの円筒状（リング状）
の等方性ボンド磁石を製造した。各ボンド磁石中の磁石
粉末の含有量は、約９６．８ｗｔ％であった。また、各
ボンド磁石の密度は、約６．１８Ｍｇ／ｍ³であった。

【０１２４】これらについて、実施例１と同様の方法
で、磁気特性（残留磁束密度Ｂｒ、固有保磁力Ｈ_cJ、最
大磁気エネルギー積（ＢＨ）max）および不可逆帯磁率
（χ_irr）を測定、評価した。その結果を下記表２に示
す。

【０１２５】また、これらのボンド磁石をそれぞれ１２
極に多極着磁し、これをロータ磁石として用いてＤＣブ
ラシレスモータを組み立てた。このＤＣブラシレスモー
タにおいて、ロータを４０００ｒｐｍで回転させたとき
の巻線コイルに発生した逆起電圧を測定したところ、い
ずれのものも十分に高い電圧が得られ、高性能のモータ
であることが確認された。

【０１２６】次に、前述したＰｒ置換量ｙの異なる複数
種の磁石粉末を用い、ボンド磁石のサイズをそれぞれ直
径１０ｍｍφ×高さ７ｍｍの円柱状とした以外は実施例
１と同様にしてボンド磁石を製造した。

【０１２７】これらについて、実施例１と同様の方法
で、耐熱性（熱的安定性）および着磁性を測定、評価し
た。その結果を下記表２に示す。

【０１２８】

【表２】

【０１２９】表２からわかるように、各等方性ボンド磁
石は、いずれも優れた磁気特性（残留磁束密度、固有保
磁力、最大磁気エネルギー積）を有し、また、不可逆減
磁率の絶対値が小さいことから耐熱性（熱的安定性）が
高く、着磁性も良好である。特に、Ｎｄの一部を所定量
（Ｒ全体に対し７５％以下）Ｐｒに置換したことによ
り、優れた耐熱性および着磁性を維持しつつ、固有保磁
力と最大磁気エネルギー積（角型性）の向上が図れるこ
とがわかる。

【０１３０】以上のようなことから、本発明によれば、
高性能で信頼性（特に、耐熱性）の高いボンド磁石を提
供することができる。特に、ボンド磁石をモータとして
使用した場合に、高い性能が発揮される。

【０１３１】（実施例３）実施例１と同様の方法によ
り、合金組成が（（Ｎｄ_0.5Ｐｒ_0.5）_zＤｙ_1-z）_9.0Ｆ
ｅ_balＣｏ_7.7Ｂ_5.6Ａｌ_0.5の急冷薄帯（Ｄｙ置換量（１
−ｚ）を種々変化させた複数種の急冷薄帯）を製造し、
アルゴンガス雰囲気中で、６８０℃×１２分間の熱処理
を行った。前記と同様の分析方法から、この急冷薄帯の
組織は、ナノコンポジット組織を形成していることが確
認された。

【０１３２】次に、実施例１と同様にして、前記急冷薄
帯から磁石粉末を得、この磁石粉末から外径２０ｍｍ
φ、内径１８ｍｍφ×高さ７ｍｍの円筒状（リング状）
の等方性ボンド磁石を製造した。各ボンド磁石中の磁石
粉末の含有量は、約９６．８ｗｔ％であった。また、各
ボンド磁石の密度は、約６．２０Ｍｇ／ｍ³であった。

【０１３３】これらについて、実施例１と同様の方法
で、磁気特性（残留磁束密度Ｂｒ、固有保磁力Ｈ_cJ、最
大磁気エネルギー積（ＢＨ）max）および不可逆帯磁率
（χ_irr）を測定、評価した。その結果を下記表３に示
す。

【０１３４】また、これらのボンド磁石をそれぞれ１２
極に多極着磁し、これをロータ磁石として用いてＤＣブ
ラシレスモータを組み立てた。このＤＣブラシレスモー
タにおいて、ロータを４０００ｒｐｍで回転させたとき
の巻線コイルに発生した逆起電圧を測定したところ、い
ずれのものも十分に高い電圧が得られ、高性能のモータ
であることが確認された。

【０１３５】次に、前述したＤｙ置換量１−ｚの異なる
複数種の磁石粉末を用い、ボンド磁石のサイズをそれぞ
れ直径１０ｍｍφ×高さ７ｍｍの円柱状とした以外は実
施例１と同様にしてボンド磁石を製造した。

【０１３６】これらについて、実施例１と同様の方法
で、耐熱性（熱的安定性）および着磁性を測定、評価し
た。その結果を下記表３に示す。

【０１３７】

【表３】

【０１３８】表３からわかるように、各等方性ボンド磁
石は、いずれも優れた磁気特性（残留磁束密度、固有保
磁力、最大磁気エネルギー積）を有し、また、不可逆減
磁率の絶対値が小さいことから耐熱性（熱的安定性）が
高く、着磁性も良好である。特に、Ｄｙを所定量（Ｒ全
体に対し１４％以下）添加したことにより、優れた耐熱
性および着磁性を維持しつつ、固有保磁力と最大磁気エ
ネルギー積（角型性）の向上が図れることがわかる。

【０１３９】以上のようなことから、本発明によれば、
高性能で信頼性（特に、耐熱性）の高いボンド磁石を提
供することができる。特に、ボンド磁石をモータとして
使用した場合に、高い性能が発揮される。

【０１４０】（実施例４）実施例１と同様の方法によ
り、合金組成がＮｄ_5.3Ｐｒ_2.8Ｄｙ_0.6Ｆｅ_76.8-vＣｏ
_8.5Ｂ_5.6Ａｌ_0.4Ｓｉ_vの急冷薄帯（Ｓｉ含有量ｖを種々
変化させた複数種の急冷薄帯）を製造し、アルゴンガス
雰囲気中で、６７０℃×８分間の熱処理を行った。前記
と同様の分析方法から、この急冷薄帯の組織は、ナノコ
ンポジット組織を形成していることが確認された。

【０１４１】次に、実施例１と同様にして、前記急冷薄
帯から磁石粉末を得、この磁石粉末から外径２０ｍｍ
φ、内径１８ｍｍφ×高さ７ｍｍの円筒状（リング状）
の等方性ボンド磁石を製造した。各ボンド磁石中の磁石
粉末の含有量は、約９６．９ｗｔ％であった。また、各
ボンド磁石の密度は、約６．１９Ｍｇ／ｍ³であった。

【０１４２】これらについて、実施例１と同様の方法
で、磁気特性（残留磁束密度Ｂｒ、固有保磁力Ｈ_cJ、最
大磁気エネルギー積（ＢＨ）max）および不可逆帯磁率
（χ_irr）を測定、評価した。その結果を下記表４に示
す。

【０１４３】また、これらのボンド磁石をそれぞれ１２
極に多極着磁し、これをロータ磁石として用いてＤＣブ
ラシレスモータを組み立てた。このＤＣブラシレスモー
タにおいて、ロータを４０００ｒｐｍで回転させたとき
の巻線コイルに発生した逆起電圧を測定したところ、い
ずれのものも十分に高い電圧が得られ、高性能のモータ
であることが確認された。

【０１４４】次に、前述したＳｉ含有量ｖの異なる複数
種の磁石粉末を用い、ボンド磁石のサイズをそれぞれ直
径１０ｍｍφ×高さ７ｍｍの円柱状とした以外は実施例
１と同様にしてボンド磁石を製造した。

【０１４５】これらについて、実施例１と同様の方法
で、耐熱性（熱的安定性）および着磁性を測定、評価す
るとともに、以下の方法で磁石粉末の耐食性およびボン
ド磁石の耐食性を測定、評価した。その結果を下記表４
に示す。

【０１４６】＜磁石粉末の耐食性＞磁石粉末の耐食性
は、発露試験により評価した。この発露試験は、磁石粉
末を３０℃×５０％ＲＨ×１５分の環境下と、８０℃×
９５％ＲＨ×１５分の環境下に交互におき、これを２４
回繰り返した後、磁石粉末の表面を顕微鏡観察して、錆
の発生状況を次の４段階で評価した。

【０１４７】 Ａ：錆の発生全く無し Ｂ：錆の発生わずかに有り Ｃ：錆の発生有り Ｄ：錆の発生顕著 ＜ボンド磁石の耐食性＞ボンド磁石（各１０個）を６０
℃×９５％ＲＨの恒温恒湿槽に入れ、表面に発錆するま
での平均時間を調べた。発錆するまでの時間の長さによ
り、次の４段階で評価した。

【０１４８】 Ａ：５００時間経過後も発錆無し Ｂ：４００時間以上、５００時間未満で発錆 Ｃ：３００時間以上、４００時間未満で発錆 Ｄ：３００時間未満で発錆

【０１４９】

【表４】

【０１５０】＜総合評価＞表４からわかるように、各等
方性ボンド磁石は、いずれも優れた磁気特性（残留磁束
密度、固有保磁力、最大磁気エネルギー積）および耐熱
性（熱的安定性）を有し、着磁性も良好である。

【０１５１】特に、磁石粉末中にＳｉを所定量（０．１
〜３原子％）含有するものは、Ｓｉを含有しないものに
比べ、磁石粉末自体の耐食性およびボンド磁石の耐食性
が向上している。そのため、実際の使用に際し、ボンド
磁石の表面に防食用コーティングを施す等の防食処理を
省略または緩和することができる。

【０１５２】以上のようなことから、本発明によれば、
高性能で信頼性（特に、耐熱性、耐食性）の高いボンド
磁石を提供することができる。特に、ボンド磁石をモー
タとして使用した場合に、高い性能が発揮される。

【０１５３】（実施例５）ボンド磁石を押出成形により
製造した以外は、上記実施例１〜４と同様にして本発明
の等方性ボンド磁石を製造した。なお、結合樹脂には、
ポリアミド（ナイロン６１０）を用いた。また、各ボン
ド磁石中の磁石粉末の含有量は、約９５．５ｗｔ％、各
ボンド磁石の密度は、約５．８５Ｍｇ／ｍ³であった。

【０１５４】各ボンド磁石に対し、前記と同様測定、評
価（実施例４での耐食性評価も含む）を行ったところ、
前記と同様の結果が得られた。特に、ボンド磁石の耐食
性については、さらに良好な結果が得られた。

【０１５５】（実施例６）ボンド磁石を射出成形により
製造した以外は、上記実施例１〜４と同様にして本発明
の等方性ボンド磁石を製造した。なお、結合樹脂には、
ポリフェニレンサルファイドを用いた。また、各ボンド
磁石中の磁石粉末の含有量は、約９４．１ｗｔ％、各ボ
ンド磁石の密度は、約５．６３Ｍｇ／ｍ³であった。

【０１５６】各ボンド磁石に対し、前記と同様の測定、
評価（実施例４での耐食性評価も含む）を行ったとこ
ろ、前記と同様の結果が得られた。特に、ボンド磁石の
耐食性については、さらに良好な結果が得られた。

【０１５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果が得られる。

【０１５８】・磁石粉末がナノコンポジット組織を有し
かつＡｌを所定量含有するため、磁化が高く、優れた磁
気特性を発揮し、特に固有保磁力と角型性が改善され
る。

【０１５９】・不可逆減磁率の絶対値が小さく、優れた
耐熱性（熱的安定性）が得られる。

【０１６０】・高い磁束密度が得られるので、等方性で
あっても、高磁気特性を持つボンド磁石が得られる。特
に、従来の等方性ボンド磁石に比べ、より小さい体積の
ボンド磁石で同等以上の磁気性能を発揮することができ
るので、より小型で高性能のモータを得ることが可能と
なる。

【０１６１】・また、高い磁束密度が得られることか
ら、ボンド磁石の製造に際し、高密度化を追求しなくて
も十分に高い磁気特性を得ることができ、その結果、成
形性の向上と共に、寸法精度、機械的強度、耐食性、耐
熱性（熱的安定性）等のさらなる向上が図れ、信頼性の
高いボンド磁石を容易に製造することが可能となる。特
に、Ｓｉを含有する場合には、より優れた耐食性が得ら
れる。

【０１６２】・着磁性が良好なので、より低い着磁磁場
で着磁することができ、特に多極着磁等を容易かつ確実
に行うことができ、かつ高い磁束密度を得ることができ
る。

【０１６３】・高密度化を要求されないことから、圧縮
成形法に比べて高密度の成形がしにくい押出成形法や射
出成形法によるボンド磁石の製造にも適し、このような
成形方法で成形されたボンド磁石でも、前述したような
効果が得られる。よって、ボンド磁石の成形方法の選択
の幅、さらには、それによる形状選択の自由度が広が
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁石粉末におけるナノコンポジット組
織（マクロ組織）の一例を模式的に示す図である。

【図２】本発明の磁石粉末におけるナノコンポジット組
織（マクロ組織）の一例を模式的に示す図である。

【図３】本発明の磁石粉末におけるナノコンポジット組
織（マクロ組織）の一例を模式的に示す図である。

【図４】磁石材料を製造する装置（急冷薄帯製造装置）
の構成例を示す斜視図である。

【図５】図４に示す装置における溶湯の冷却ロールへの
衝突部位付近の状態を示す断面側面図である。

【図６】不可逆帯磁率を説明するための図（Ｊ−Ｈ図）
である。

【図７】減磁曲線およびリコイル曲線を示すＪ−Ｈ図で
ある。

【符号の説明】

１ 急冷薄帯製造装置 ２ 筒体 ３ ノズル ４ コイル ５ 冷却ロール ５１ 基部 ５２ 表面層 ５３ 周面 ６ 溶湯 ７ パドル ７１ 凝固界面 ８ 急冷薄帯 ８１ ロール面 ９Ａ 矢印 ９Ｂ 矢印 １０ ソフト磁性相 １１ ハード磁性相

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K017 AA04 BA06 BB01 BB06 BB12 BB18 CA07 DA02 EC02 4K018 BA18 BB04 BB06 BC01 BD01 KA46 5E040 AA04 AA19 BB03 CA01 HB11 HB17 NN01 NN06 NN12 NN15

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｒ_x（Ｆｅ_1-yＣｏ_y）_100-x-z-wＢ_zＡｌ_w
   （ただし、Ｒは少なくとも１種の希土類元素、ｘ：８．
   １〜９．４原子％、ｙ：０〜０．３０、ｚ：４．６〜
   ６．８原子％、ｗ：０．０２〜１．５原子％）で表され
   る合金組成からなり、かつ、その構成組織が、ソフト磁
   性相とハード磁性相とが相隣接して存在する組織となっ
   ている磁石粉末であって、 結合樹脂と混合し成形して等方性ボンド磁石としたとき
   に、室温での磁気特性を表すＪ−Ｈ図での減磁曲線にお
   いて、前記Ｊ−Ｈ図中の原点を通り、かつ傾き（Ｊ／
   Ｈ）が−３．８×１０^-6ヘンリー／ｍである直線との交点を
   出発点として測定した場合の不可逆帯磁率（χ_irr）が
   ５．０×１０^-7ヘンリー／ｍ以下であり、さらに、室温での
   固有保磁力（Ｈ_cJ）が４０６〜７１７ｋＡ／ｍであるこ
   とを特徴とする磁石粉末。
2. 【請求項２】 前記磁石粉末は、その構成組織が、ソフ
   ト磁性相とハード磁性相とが相隣接して存在するナノコ
   ンポジット組織となっている請求項１に記載の磁石粉
   末。
3. 【請求項３】 前記ＲはＮｄおよび／またはＰｒを主と
   する希土類元素である請求項１または２に記載の磁石粉
   末。
4. 【請求項４】 前記Ｒは、Ｐｒを含み、その割合が前記
   Ｒ全体に対し５〜７５％である請求項１ないし３のいず
   れかに記載の磁石粉末。
5. 【請求項５】 前記Ｒは、Ｄｙを含み、その割合が前記
   Ｒ全体に対し１４％以下である請求項１ないし４のいず
   れかに記載の磁石粉末。
6. 【請求項６】 磁石粉末は、溶融合金を急冷することに
   より得られたものである請求項１ないし５のいずれかに
   記載の磁石粉末。
7. 【請求項７】 磁石粉末は、冷却ロールを用いて製造さ
   れた急冷薄帯を粉砕して得られたものである請求項１な
   いし６のいずれかに記載の磁石粉末。
8. 【請求項８】 磁石粉末は、その製造過程で、または製
   造後少なくとも１回熱処理が施されたものである請求項
   １ないし７のいずれかに記載の磁石粉末。
9. 【請求項９】 平均粒径が０．５〜１５０μｍである請
   求項１ないし８のいずれかに記載の磁石粉末。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
    磁石粉末を結合樹脂で結合してなることを特徴とする等
    方性ボンド磁石。
11. 【請求項１１】 Ａｌを含有する磁石粉末を結合樹脂で
    結合してなる等方性ボンド磁石であって、 室温での磁気特性を表すＪ−Ｈ図での減磁曲線におい
    て、前記Ｊ−Ｈ図中の原点を通り、かつ傾き（Ｊ／Ｈ）
    が−３．８×１０^-6ヘンリー／ｍである直線との交点を出発
    点として測定した場合の不可逆帯磁率（χ_irr）が５．
    ０×１０^-7ヘンリー／ｍ以下であり、さらに、室温での固有
    保磁力（Ｈ_cJ）が４０６〜７１７ｋＡ／ｍであることを
    特徴とする等方性ボンド磁石。
12. 【請求項１２】 前記磁石粉末は、Ｒ−ＴＭ−Ｂ−Ａｌ
    系合金（ただし、Ｒは少なくとも１種の希土類元素、Ｔ
    Ｍは鉄を主とする遷移金属）よりなるものである請求項
    １１に記載の等方性ボンド磁石。
13. 【請求項１３】 前記磁石粉末は、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｇａ、
    Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｚ
    ｎ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｒよりなる群から選択される少なくと
    も１種の元素を含有する請求項１１または１２に記載の
    等方性ボンド磁石。
14. 【請求項１４】 前記元素の含有量が３原子％以下であ
    る請求項１３に記載の等方性ボンド磁石。
15. 【請求項１５】 前記磁石粉末は、ソフト磁性相とハー
    ド磁性相とが相隣接して存在するナノコンポジット組織
    で構成されたものである請求項１１ないし１４のいずれ
    かに記載の等方性ボンド磁石。
16. 【請求項１６】 多極着磁に供される、または多極着磁
    された請求項１０ないし１５のいずれかに記載の等方性
    ボンド磁石。
17. 【請求項１７】 モータに用いられる請求項１０ないし
    １６のいずれかに記載の等方性ボンド磁石。