JP2004296873A - 異方性希土類ボンド磁石と磁界中圧縮成形装置、およびモ−タ - Google Patents

Abstract

【課題】メルトスパンリボンを粉砕したＲ−ＴＭ−Ｂ系急冷粉末を樹脂で固定した磁気的に等方性のボンド磁石よりも高（ＢＨ））_ｍａｘ化される材料の具体化。
【解決手段】すなわち、小型モ−タのための磁石形状を満足する高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石を作製するため、磁気的に異方性の多結晶集合型希土類磁石粉末と結合剤とのコンパウンドを、前記結合剤の熱硬化温度以下で配向磁界を印加しながら圧縮成形する際、塑性変形による緩衝作用によって磁石粉末相互の機械的損傷を抑制しながら緻密化を促進し、加熱硬化した後も温間塑性変形能を維持した結合剤を必須成分とした環状、円弧状に形状変換可能な（ＢＨ）_ｍａｘ１５０ｋＪ／ｍ^３の異方性希土類ボンド磁石を提供する。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュ−タ周辺機、プリンタなどの制御用、駆動用として幅広く使用され、小型軽量化・高出力化を中心に技術革新が活発な、所謂永久磁石回転子型、或は永久磁石界磁型のブラシレスモ−タや直流モ−タに関し、更に詳しくは、それらに搭載する希土類ボンド磁石、並びに磁界中圧縮成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非特許文献１：Ｊ．Ｊ．Ｃｒｏａｔ，Ｊ．Ｆ．Ｈｅｒｂｓｔ，Ｒ．Ｗ．Ｌｅｅａｎｄ Ｆ．Ｅ．Ｐｉｎｋｅｒｔｏｎ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．５５，２０７８（１９８４）により、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ（ＲはＮｄ，Ｐｒ）系合金をメルトスパンしたリボンがＨｃｉ＞１２００ｋＡ／ｍ，残留磁化（Ｍｒ）８００ｍＴ、最大エネルギ−積（ＢＨ）ｍａｘ１１２ｋＪ／ｍ^３の磁気特性が明らかになった。同時に非特許文献２：Ｍ．Ｓａｇａｗａ，Ｓ．Ｆｕｊｉｗａｒａ，Ｈ．Ｙａｍａｍｏｔｏ ａｎｄ Ｙ．Ｍａｔｓｕｕｒａ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．５５，２０８３（１９８４）によって、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金を出発原料とし、粉末冶金学的手法によって（ＢＨ）ｍａｘ３０４ｋＪ／ｍ^３の焼結磁石が得られることも明らかになった。１９８６年には、非特許文献３：Ｊ．Ｆ．Ｈｅｒｂｓｔ，Ｒ．Ｗ．Ｌｅｅ ａｎｄ Ｆ．Ｅ．Ｐｉｎｋｅｒｔｏｎ：Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．，Ｖｏｌ．１６，４６７（１９８６）によって、Ｊ．Ｊ．ＣｒｏａｔらやＭ．ＳａｇａｗａらのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ３元系合金の主相がＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ金属間化合物であることが明らかにされた。この希土類−鉄系磁石の作製法としては、その後、メカニカルアロイング法、熱間鋳造法なども提唱されてきた。しかし、１９８０年代後半から現在に至るまで新市場を創製し、拡充し得た代表的希土類−鉄系磁石はＭ．Ｓａｇａｗａらの粉末冶金学的手法による常圧焼結磁石と、Ｊ．Ｊ．Ｃｒｏａｔらのメルトスパンリボンを出発原料とする急冷磁石の２系統に区分される。
【０００３】
まず、粉末冶金学的手法による常圧焼結磁石であるが、この磁石の作製は既に工業的規模で生産されていた１−５，２−１７型Ｓｍ−Ｃｏ系焼結磁石の作製方法を利用できる利点があることから、いち早く工業的規模での生産技術が確立されたと思われる。また、Ｄｙ添加で結晶磁気異方性を高めて熱安定性を改善したり、ＶやＭｏ添加で熱安定性と耐食性の両者を改善する研究、表面処理による耐食性向上が進展し、（ＢＨ）ｍａｘ２１６〜２９６ｋＪ／ｍ^３の焼結磁石としてＭＲＩ、ＶＣＭ、ＦＡやＥＶなど機械出力数百Ｗ〜数十ｋＷに至る比較的大型のモ−タなどへ広く普及した。
【０００４】
一方、Ｊ．Ｊ．Ｃｒｏａｔらのメルトスパンで得られる材料形態はリボンなどの薄帯や、それを粉砕したフレ−ク状の粉末に制限される。このため、一般に使用されるバルク状の永久磁石とするには材料形態の変換、つまり何らかの方法で薄帯や粉末を特定のバルクに固定化する技術が必要となる。粉末冶金学における基本的な粉末固定手段は常圧焼結であるが、メルトスパンリボンは準安定状態に基づく磁気特性を維持する必要があるため常圧焼結の適用は困難である。そのため、もっぱらエポキシ樹脂のような結合剤で薄帯や粉末を特定形状のバルクに固定化することが行われた。非特許文献４：Ｒ．Ｗ．Ｌｅｅ，Ｅ．Ｇ．Ｂｒｅｗｅｒｅ ａｎｄ Ｎ．Ａ．Ｓｈａｆｆｅｌ：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．２１，１９５８（１９８５）では、（ＢＨ）_ｍａｘ１１１ｋＪ／ｍ^３のメルトスパンリボンを樹脂で固定すると（ＢＨ）_ｍａｘ７２ｋＪ／ｍ^３の等方性ボンド磁石ができるとした。
【０００５】
１９８６年、本発明者らは、上記メルトスパンリボンを粉砕したＲ−ＴＭ−Ｂ系急冷粉末を樹脂で固定した（ＢＨ）ｍａｘ〜７２ｋＪ／ｍ^３の小口径環状等方性ボンド磁石が小型モ−タに有用であることを見出し、特許文献１：特開昭６２−１９６０５７号公報，（特許願 特願昭６１−３８８３０号）にて明らかにした。その後、前記小口径環状等方性ボンド磁石とＳｍ−Ｃｏ系ラジアル異方性ボンド磁石との小型モ−タ特性を比較検証し、前者が有用であるとした非特許文献５：（Ｔ．Ｓｈｉｍｏｄａ，ＳＵＰＰＬＥＭＥＮＴＡＲＹ ＭＡＴＥＲＩＡＬ，”ＰＥＲＭＡＮＥＮＴ ＭＡＧＮＥＴＳ １９８８ ＵＰＤＡＴＥ”Ｗｈｅｅｌｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅ，ＩＮＣ（１９８８））。さらに、小型モ−タに有用であるという報告が、非特許文献６：Ｗ．Ｂａｒａｎ，Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｕｔｌｏｏｋ ｆｏｒＮｄＦｅＢ Ｍａｇｎｅｔｓ”Ｎｏｖ．（１９８９），非特許文献７：Ｇ．Ｘ．Ｈｕａｎｇ，Ｗ．Ｍ．Ｇａｏ，Ｓ．Ｆ．Ｙｕ，：”Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｌｔ−Ｓｐｕｎ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔ ｔｏ ｔｈｅ Ｍｉｃｒｏ−ｍｏｔｏｒ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ｔｈｅ １１^ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＵＳＡ，ｐｐ．５８３−５９５，（１９９０）などによって明らかにされ、１９９０年代からＯＡ，ＡＶ，ＰＣおよびその周辺機器、情報通信機器などの駆動源として使用される各種小型高性能モ−タに広く普及したのである。
【０００６】
以下に、従来の技術の説明にて示した特許文献及び非特許文献を記載する。また、発明が解決しようとする課題にて引用する特許文献及び非特許文献を記載する。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６２−１９６０５７号公報（特許願 特願昭６１−３８８３０号）
【特許文献２】
特開昭５７−１７０５０１号公報
【非特許文献１】
Ｊ．Ｊ．Ｃｒｏａｔ，Ｊ．Ｆ．Ｈｅｒｂｓｔ，Ｒ．Ｗ．Ｌｅｅ ａｎｄ Ｆ．Ｅ．Ｐｉｎｋｅｒｔｏｎ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．５５，２０７８（１９８４）
【非特許文献２】
Ｍ．Ｓａｇａｗａ，Ｓ．Ｆｕｊｉｗａｒａ，Ｈ．Ｙａｍａｍｏｔｏ ａｎｄＹ．Ｍａｔｓｕｕｒａ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．５５，２０８３（１９８４）
【非特許文献３】
Ｊ．Ｆ．Ｈｅｒｂｓｔ，Ｒ．Ｗ．Ｌｅｅ ａｎｄ Ｆ．Ｅ．Ｐｉｎｋｅｒｔｏｎ：Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．，Ｖｏｌ．１６，４６７（１９８６）
【非特許文献４】
Ｒ．Ｗ．Ｌｅｅ，Ｅ．Ｇ．Ｂｒｅｗｅｒｅ ａｎｄ Ｎ．Ａ．Ｓｈａｆｆｅｌ：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．２１，１９５８（１９８５）
【非特許文献５】
（Ｔ．Ｓｈｉｍｏｄａ，ＳＵＰＰＬＥＭＥＮＴＡＲＹ ＭＡＴＥＲＩＡＬ，“ＰＥＲＭＡＮＥＮＴ ＭＡＧＮＥＴＳ １９８８ ＵＰＤＡＴＥ”Ｗｈｅｅｌｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅ，ＩＮＣ（１９８８））
【非特許文献６】
Ｗ．Ｂａｒａｎ，Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｕｔｌｏｏｋ ｆｏｒ ＮｄＦｅＢ Ｍａｇｎｅｔｓ”Ｎｏｖ．（１９８９）
【非特許文献７】
Ｇ．Ｘ．Ｈｕａｎｇ，Ｗ．Ｍ．Ｇａｏ，Ｓ．Ｆ．Ｙｕ，：”Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｌｔ−Ｓｐｕｎ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔ ｔｏ ｔｈｅ Ｍｉｃｒｏ−ｍｏｔｏｒ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ｔｈｅ １１^ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＵＳＡ，ｐｐ．５８３−５９５，（１９９０）
【非特許文献８】
Ｍ．Ｔｏｋｕｎａｇａ，Ｎ．Ｎｏｚａｗａ，Ｋ．Ｉｗａｓａｋｉ，Ｍ．Ｅｎｄｏｈ，Ｓ，Ｔａｎｉｇａｗａ ａｎｄ Ｈ．Ｈａｒａｄａ：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．２５，３５６１（１９８９）
【非特許文献９】
Ｈ．Ｓａｋａｍｏｔｏ，Ｍ．Ｆｕｊｉｋｕｒａ ａｎｄ Ｔ．Ｍｕｋａｉ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．６９，５３８２（１９９１）
【非特許文献１０】
Ｍ．Ｄｏｓｅｒ，Ｖ．Ｐａｎｃｈａｎａｃｔｈａｎ，ａｎｄ Ｒ．Ｋ．Ｍｉｓｈｒａ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．７０，６６０３（１９９１）
【非特許文献１１】
Ｔ．Ｔａｋｅｓｈｉｔａ，ａｎｄ Ｒ．Ｎａｋａｙａｍａ：Ｐｒｏｃ．ｏｆｔｈｅ １１ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｒａｒｅ−ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｈ，ＰＡ．，Ｖｏｌ．１，４９（１９９０）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、１９８０年代半ばから現在に至るまでメルトスパンリボンの磁気特性の改良研究は継続的、かつ活発に行われてきたものの、リボン自体の（ＢＨ）_ｍａｘは１６０ｋＪ／ｍ^３程であり、当該リボンを粉砕したＲ−ＴＭ−Ｂ系急冷粉末を樹脂で固定した磁気的に等方性のボンド磁石の（ＢＨ））_ｍａｘは工業的には〜８０ｋＪ／ｍ^３である。したがって、１９８５年当時から最近に至るまで、メルトスパンリボンを粉砕したＲ−ＴＭ−Ｂ系急冷粉末を樹脂で固定した磁気的に等方性のボンド磁石の高（ＢＨ））_ｍａｘ化は、さほど進展していない。
【０００９】
上記に拘らず、本発明が対象とするコンピュ−タ周辺機、プリンタなどの制御用、駆動用として幅広く使用され、所謂永久磁石回転子型、或は永久磁石界磁型のブラシレスモ−タや直流モ−タに関しては電気・電子機器の高性能化・高付加価値化の背景のもと、小型磁石モ−タの更なる小型軽量化・高出力化に対する要求が絶えない。したがって、本発明者らが１９８６年に見出したメルトスパンリボンを粉砕したＲ−ＴＭ−Ｂ系急冷粉末を樹脂で固定した小口径環状等方性ボンド磁石は、もはや小型モ−タの進化に有用であると言い切ることはできない。
【００１０】
一方、１９８０年代後半より、Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ化学量論組成より、高Ｎｄ組成のメルトスパンリボンを出発原料とした磁気的に異方性の磁石粉末の研究が活発に行われた。従来のＳｍ−Ｃｏ系ボンド磁石ではインゴットを微粉砕することにより、大きな保磁力Ｈｃｉが得られるのに対し、Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系合金インゴットやＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系常圧焼結磁石を粉砕しても小さな保磁力Ｈｃｉしか得られない。このため、磁気的に異方性のＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末の出発原料としては、メルトスパンリボンが、先ず検討された。１９８９年、ＴｏｋｕｎａｇａらはＮｄ_１４Ｆｅ_８０−ＸＢ_６Ｇａ_Ｘ（Ｘ＝０．４〜０．５）を熱間据え込み加工（Ｄｉｅ−ｕｐ−ｓｅｔ）して得たバルクを機械粉砕して保磁力Ｈｃｉ１．５２ＭＡ／ｍの異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末を作製し、これを樹脂で固めて（ＢＨ）_ｍａｘ１２７ｋＪ／ｍ^３の異方性希土類ボンド磁石を得ている［非特許文献８：Ｍ．Ｔｏｋｕｎａｇａ，Ｎ．Ｎｏｚａｗａ，Ｋ．Ｉｗａｓａｋｉ，Ｍ．Ｅｎｄｏｈ，Ｓ，Ｔａｎｉｇａｗａ ａｎｄ Ｈ．Ｈａｒａｄａ：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．２５，３５６１（１９８９）］。また、１９９１年、Ｔ．ＭｕｋａｉらはＮｄ_１４Ｆｅ_７９．８Ｂ_５．２Ｃｕ_１を熱間圧延して、保磁力Ｈｃｉ１．３０ＭＡ／ｍの異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末を作製している［非特許文献９：Ｈ．Ｓａｋａｍｏｔｏ，Ｍ．Ｆｕｊｉｋｕｒａ ａｎｄ Ｔ．Ｍｕｋａｉ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．６９，５３８２（１９９１）］。このように、ＧａやＣｕなどの添加は熱間加工性を向上させ結晶粒径を概ね５００ｎｍ以下に抑制できる。結晶粒成長が抑えられると粉末粒子径が概ね１００μｍ以上の粉末であれば保磁力Ｈｃｉの低下が抑えられた磁石粉末となる。１９９１年、Ｍ．Ｄｏｓｅｒ，Ｖ．Ｐａｎｃｈａｎａｔｈａｎらは、それら熱間加工後のバルクを粉末化する方法として粒界から水素を侵入させＮｄ_２Ｆｅ_１４ＢＨ_Ｘとして崩壊させ、その後真空加熱により脱水素したＨＤ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｄｅｃｒｅｐｉｔａｔｉｏｎ）異方性磁石粉末を樹脂で固めて（ＢＨ）_ｍａｘ１５０ｋＪ／ｍ^３の異方性希土類ボンド磁石を得ている。［非特許文献１０：Ｍ．Ｄｏｓｅｒ，Ｖ．Ｐａｎｃｈａｎａｃｔｈａｎ，ａｎｄ Ｒ．Ｋ．Ｍｉｓｈｒａ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．７０，６６０３（１９９１）］
しかし、上記メルトスパンリボンを熱間据え込み、或いは熱間圧延した異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末は結晶粒界にＮｄ−ｒｉｃｈ相が存在し、粒界腐食に基づく永久減磁を引起こし易い欠点があった。この欠点を克服する方法として、Ｇａ，Ｚｒ，Ｈｆ，などの元素を添加したＮｄ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂ系合金インゴットを水素中で熱処理しＮｄ_２（Ｆｅ，Ｃｏ）_１４Ｂ相の水素化（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ，Ｎｄ_２［Ｆｅ，Ｃｏ］_１４Ｂ Ｈｘ）、６５０〜１０００℃での相分解（Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＮｄＨ_２＋Ｆｅ＋Ｆｅ_２Ｂ）、脱水素（Ｄｅｓｏｒｐｓｉｏｎ）、再結合（Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）する、いわゆるＨＤＤＲ処理が提案された［例えば、非特許文献１１：Ｔ．Ｔａｋｅｓｈｉｔａ，ａｎｄ Ｒ．Ｎａｋａｙａｍａ：Ｐｒｏｃ．ｏｆ ｔｈｅ １１ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｒａｒｅ−ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｈ，ＰＡ．，Ｖｏｌ．１，４９（１９９０）］。この方法で作製された異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末は０．５μｍ以下の結晶粒の集合組織のみから構成され、結晶粒界にＮｄ−ｒｉｃｈ相が存在しない。このＨＤＤＲ現象のメカニズムに対する研究も精力的に行われ、Ｄｙ添加や脱水素条件などによりＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ化学量論組成に近い粉末を樹脂で固めたボンド磁石と同等の熱安定性が期待される保磁力Ｈｃｉ１．２０ＭＡ／ｍ以上の異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末も開発された。
【００１１】
しかし、上記、異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末を用いた高（ＢＨ））_ｍａｘ希土類ボンド磁石は円柱や立方体で試作されたものであり、実際には一般的な小型モ−タには使用されていない。その理由は、本発明が対象とする小型モ−タに搭載する磁石の形状は、かつて試作された高（ＢＨ））_ｍａｘ希土類ボンド磁石のような単純な円柱や立方体ではなく、例えば直径２５ｍｍ以下の環状、或いは肉厚１ｍｍ以下の円弧状磁石だからである。例えば前記環状磁石の場合には、半径方向に磁気異方化したラジアル異方性の希土類ボンド磁石が必要となる。このような、ラジアル配向磁界の発生手段としては、例えば、特許文献２：特開昭５７−１７０５０１号公報に記載されているように、図１中、環状成形型キャビティＭＣを取り囲んで磁性体ヨ−ク０１ａ，０１ｂと非磁性体ヨ−ク０２ａ，０２ｂとを交互に組み合わせ、且つ外側に磁化コイル０３ａ，０３ｂを配置した成形型を用いる。かかる方法は環状成形型キャビティＭＣに所定の強さのラジアル配向磁界（ＦＬＵＸ）を発生させるため、高電圧電流型の電源を用い、且つ起磁力を大とすることが行われる。しかし、環状成形型キャビティＭＣの外周から磁性体ヨ−ク０１ａ，０１ｂにより磁化コイル０３ａ，０３ｂで励磁した磁束（ＦＬＵＸ）を環状成形型キャビティＭＣに有効に集束させるには、磁性体ヨ−ク０１ａ，０１ｂの磁路を長くせざるを得ず、とくに環状成形型キャビティＭＣが小口径（或いは、長尺）になると、起磁力のかなりが漏洩磁束として消費される。その結果、環状成形型キャビティＭＣの配向磁界（ＦＬＵＸ）が減少する課題があり、例えば、直径２５ｍｍ以下、肉厚１〜２ｍｍ、長さと直径の比（Ｌ／Ｄ＝０．５−１）程度の環状磁石では磁石粉末の配向度の低下により、希土類ボンド磁石の高（ＢＨ）_ｍａｘの減少が避けられなかったのである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上のように、本発明が対象とするコンピュ−タ周辺機、プリンタなどの制御用、駆動用として幅広く使用され、所謂永久磁石回転子型、或は永久磁石界磁型のブラシレスモ−タや直流モ−タに関して、電気・電子機器の高性能化のもと、当該小型磁石モ−タの更なる小型軽量化・高出力化に対する要求に応えるため、高（ＢＨ））_ｍａｘ化が、さほど進展しないメルトスパンリボンを粉砕したＲ−ＴＭ−Ｂ系急冷粉末を樹脂で固定した磁気的に等方性のボンド磁石に換え、異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末を用いて小口径化しても希土類ボンド磁石の（ＢＨ））_ｍａｘが減少しない技術の開示に関する。
【００１３】
例えば、小型モ−タに適用し得る任意の環状、或いはア−クセグメント形状で、例えば、１５０ｋＪ／ｍ^３以上の高（ＢＨ））_ｍａｘ希土類ボンド磁石が容易に作製することができれば、近年の電気電子機器の高性能化を促す、新規な高出力・省電力の小型モ−タを提供することができる。何故ならば、従来のメルトスパンリボンを粉砕したＲ−ＴＭ−Ｂ系急冷粉末を樹脂で固定した等方性希土類ボンド磁石の（ＢＨ）_ｍａｘは前述のように８０ｋＪ／ｍ^３である。これに対し、任意の環状、或いは円弧状で１５０ｋＪ／ｍ^３以上の高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石が作製できれば、モ−タ磁石と鉄心との空隙磁束密度は略（ＢＨ）_ｍａｘの比の平方根となるから、当該小型モ−タの設計思想によるが、約１．４倍の高出力化、３０％の小型化が見込まれるのである。
【００１４】
上記、小型モ−タのための磁石形状を満足する高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石を作製するため、本発明は、磁気的に異方性の多結晶集合型希土類磁石粉末と結合剤とのコンパウンドを、前記結合剤の熱硬化温度以下で配向磁界を印加しながら圧縮成形する際、塑性変形による緩衝作用によって磁石粉末相互の機械的損傷を抑制しながら緻密化を促進し、加熱硬化した後も温間塑性変形能を維持した結合剤を必須成分とした異方性希土類ボンド磁石を骨子とする。
【００１５】
ここで、高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石の作製には、周知のように、当該磁気異方性希土類磁石粉末を高配向、かつ高密度化する技術が基本となる。先ず、希土類ボンド磁石の高密度化に関しては射出成形や押出成形に比べて圧縮成形が有利であることは言うまでもない。他方、一般の磁界中圧縮成形における磁石粉末の配向磁界発生に関しては、１．電磁石、２．パルス磁場、３．永久磁石を埋設した成形型による方法が知られている。ここで、高保磁力希土類磁石粉末で高配向を実現するには高い配向磁界（静磁界）が必要で、電磁石１を配向（脱磁）磁界に用いることは周知である。その際、圧縮方向と磁界方向が直交する横配向磁界、圧縮方向と磁界方向が同一の縦配向磁界、ラジアル配向磁界、極配向磁界など多くの配向磁界中圧縮成形が知られているが、高配向の観点からは圧縮方向と磁界方向が直交する横配向磁界、圧縮方向と磁界方向が同一の縦配向磁界がラジアル配向磁界、極配向磁界よりも有利である。よって、本発明の配向磁界の印加は横配向磁界、または縦配向磁界を採用する。
【００１６】
本発明は、希土類磁石材料充填工程Ａ１、磁界配向圧縮工程Ｂ１、脱磁工程Ｂ２、グリ−ンコンパクト取出工程Ａ２を必須工程とした磁界中圧縮成形において、工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２とを隔離し、当該ダイセットが工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２間を移動する磁界中圧縮成形装置を用いる。また、前記成形型、並びにダイセットの全ての部材を非磁性材料で構成することによって、磁界配向用電磁石の磁極間で複数の成形型キャビティにより多数個同時成形を行うことができる。これにより、磁気的に等方性の希土類ボンド磁石のような多数個同時成形など生産性の向上を図ることができる。また、高（ＢＨ）_ｍａｘの希土類ボンド磁石を得るために、ダイセットの成形型キャビティが常用１５０℃の温度制御機能を有する磁界中圧縮成形装置を仕様する。本発明で、斯様に成形型キャビティを熱するのは、磁界配向の際、結合剤による異方性希土類磁石粉末の拘束力を減少させることが目的である。多くのエポキシ樹脂組成物や不飽和ポリエステル樹脂の熱重合開始温度は１５０℃以下であるため、成形型キャビティは常用１５０℃の温度制御機能があればよい。
【００１７】
次に、本発明における工程Ｂ１が、成形型キャビティに充填した希土類磁石材料を加熱下で配向磁界を印加する工程Ｂ１１、配向磁界を印加しながら所定圧力まで希土類磁石材料を圧縮してグリ−ンコンパクトとする工程Ｂ１２、成形型キャビティ中のグリ−ンコンパクトを脱磁する工程Ｂ１３とから成り、前記工程Ｂ１１において、磁界強度が１．４ＭＡ／ｍ以上とすることが好ましい。なお、工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２とを、ダイセット２基にて交互に繰返す機構を付与すると生産性の向上に繋がり、工程Ａ１と工程Ｂ１との間に、成形型キャビティから漏洩した希土類磁石材料を帯磁させることなく回収する工程Ｃ１を介し、工程Ｃ１にて回収した希土類磁石材料を再利用すると材料の歩留まりを改善することができる。
【００１８】
上記、工程Ａ２により得たグリ−ンコンパクトを加熱硬化する工程Ｄ１において、工程Ｄ１の雰囲気が不活性ガス、または減圧下とすると、本発明にかかる希土類ボンド磁石の高（ＢＨ）_ｍａｘを維持するために効果的である。
【００１９】
以上のような、磁界中圧縮成形装置に供する希土類磁石材料は平均粒子径５０−１５０μｍの異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末と熱硬化性樹脂組成物とのコンパウンド、或いは、平均粒子径１〜５μｍの異方性Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_ｘ（ｘ≒３）系磁石粉末と平均粒子径５０〜１５０μｍの異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末と熱硬化性樹脂組成物とのコンパウンドとすることが好ましく、磁界中圧縮成形装置によって作製したグリ−ンコンパクトを加熱硬化した希土類ボンド磁石の（ＢＨ）_ｍａｘは１５０ｋＪ／ｍ^３以上であることが好ましい。このような磁石は、必要に応じて適宜熱間にて圧延、圧縮などの塑性加工を施こし、巻付けて所望の環状形状としたり、或いは円弧状の最終形状に賦形した高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石とする。そして、高（ＢＨ）_ｍａｘ円弧状希土類ボンド磁石を搭載したブラシレスモ−タや流モ−タ、或いは高（ＢＨ）_ｍａｘ環状希土類ボンド磁石を搭載したブラシレスモ−タや直流モ−タとすることができる。
【００２０】
（作用）
以下、本発明を更に詳しく説明する。
【００２１】
本発明は、小型モ−タのための形状を満足する高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石を作製するため、磁気的に異方性の多結晶集合型希土類磁石粉末と結合剤とのコンパウンドを、前記結合剤の熱硬化温度以下で配向磁界を印加しながら圧縮成形する際、塑性変形による緩衝作用によって磁石粉末相互の機械的損傷を抑制しながら緻密化を促進し、加熱硬化した後も温間塑性変形能を維持した結合剤を必須成分とした異方性希土類ボンド磁石を骨子とする。
【００２２】
先ず、本発明にかかる磁界中圧縮成形装置について図面を用いて説明する。図２は本発明にかかる磁界中圧縮成形装置の要部構成図である。図中Ａ１は希土類磁石材料充填工程、Ｂ１は磁界配向圧縮工、Ｂ２は脱磁工程、Ａ２はグリ−ンコンパクト取出工程であり、それらＡ１，Ｂ１，Ｂ２，Ａ２が当該順序で必須工程となる。このような、磁界中圧縮成形において、本発明では図のように工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２とを隔離し、当該ダイセットＤＳが工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２間を移動する磁界中圧縮成形装置が特徴となる。また、前記成形型、並びにダイセットＤＳの全ての部材を非磁性材料で構成することによって、磁界配向用電磁石の磁極間で複数のダイセットＤＳ成形型キャビティＭＣにより多数個同時成形を行うことができる。これにより、磁気的に等方性の希土類ボンド磁石のように多数個同時成形など生産性の向上を図ることができる。また、高（ＢＨ）_ｍａｘの希土類ボンド磁石を得るために、ダイセットＤＳの成形型キャビティＭＣが常用１５０℃の温度制御機能を有する磁界中圧縮成形装置を使用する。本発明で、斯様に成形型キャビティを熱するのは、磁界配向の際、結合剤による異方性希土類磁石粉末の拘束力を減少させることが目的である。多くのエポキシ樹脂組成物や不飽和ポリエステル樹脂の熱重合開始温度は１５０℃以下であるため、成形型キャビティは常用１５０℃の温度制御機能があればよい。
【００２３】
次に、本発明における工程Ｂ１が、成形型キャビティＭＣに充填した希土類磁石材料を加熱下で配向磁界を印加する工程Ｂ１１、配向磁界を印加しながら所定圧力まで希土類磁石材料を圧縮してグリ−ンコンパクトとする工程Ｂ１２、成形型キャビティ中のグリ−ンコンパクトを脱磁する工程Ｂ１３とから成り、前記工程Ｂ１１において、磁界強度が１．４ＭＡ／ｍ以上とすることが好ましい。なお、工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２とを、ダイセット２基にて交互に繰返す機構を付与すると生産性の向上に繋がり、工程Ａ１と工程Ｂ１との間に、成形型キャビティＭＣから漏洩した希土類磁石材料を帯磁させることなく回収する工程Ｃ１を介し、工程Ｃ１にて回収した希土類磁石材料を再利用すると材料の歩留まりを改善することができる。なお、図２（ａ）に示す工程Ｃ１のように、配向磁界に影響されない位置で、異方性希土類磁石粉末を帯磁させることなく回収することが望ましく、回収手段としては集塵機等の周知の設備を利用することができる。
【００２４】
以上のような磁界中圧縮成形装置において、工程Ａ２により得たグリ−ンコンパクトを加熱硬化する工程Ｄ１において、工程Ｄ１の雰囲気が不活性ガス、または減圧下とすると、本発明にかかる希土類ボンド磁石の高（ＢＨ）_ｍａｘを維持するために効果的である。
【００２５】
以上のような、磁界中圧縮成形装置に供する希土類磁石材料は平均粒子径５０−１５０μｍの多結晶集合型異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末と結合剤とのコンパウンドであり、或いは、平均粒子径１〜５μｍの異方性Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_ｘ（ｘ≒３）系磁石粉末と平均粒子径５０〜１５０μｍの多結晶集合型異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末と結合剤とのコンパウンドであり、本発明にかかる磁界中圧縮成形装置で作製したグリ−ンコンパクトを加熱硬化した希土類ボンド磁石の（ＢＨ）_ｍａｘとしては１５０ｋＪ／ｍ^３以上であることが好ましい。このような磁石は、必要に応じて適宜熱間にて圧延、圧縮などの塑性加工を施こし、所望の環状形状に巻き、或いは円弧状の最終形状に賦形した高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石とする。そして、高（ＢＨ）_ｍａｘ円弧状希土類ボンド磁石を搭載した高出力小型ブラシレスモ−タや直流モ−タ、或いは高（ＢＨ）_ｍａｘ環状希土類ボンド磁石を搭載した高出力小型ブラシレスモ−タや直流モ−タとするのである。
【００２６】
次に、本発明にかかる多結晶集合型異方性希土類磁石粉末としては熱間据込加工（Ｄｉｅ−Ｕｐ−Ｓｅｔｔｉｎｇ）によって準備されたＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系粉末（例えば、Ｍ．Ｄｏｓｅｒ，Ｖ．Ｐａｎｃｈａｎａｔｈａｎ；”Ｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｒａｐｉｄｌｙ ｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｂｏｎｄｅｄ ｍａｇｎｅｔ”；Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７０（１０），１５，１９９３）。ＨＤＤＲ処理（水素分解／再結合）によって準備された磁気的に異方性のＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末、すなわち、Ｎｄ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂ系合金のＮｄ_２（Ｆｅ，Ｃｏ）_１４Ｂ相の水素化（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ，Ｎｄ_２［Ｆｅ，Ｃｏ］_１４ＢＨｘ）、６５０〜１０００℃での相分解（Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＮｄＨ_２＋Ｆｅ＋Ｆｅ_２Ｂ）、脱水素（Ｄｅｓｏｒｐｓｉｏｎ）、再結合（Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）するＨＤＤＲ処理（Ｔ．Ｔａｋｅｓｈｉｔａ ａｎｄ Ｒ．Ｎａｋａｙａｍａ：Ｐｒｏｃ．ｏｆ ｔｈｅ １０^ｔｈ ＲＥ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｋｙｏｔｏ，Ｖｏｌ．１，５５１ １９８９）で作製した磁気的に異方性のＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末である。なお、前記磁石粉末の表面を予め光分解したＺｎなど不活性化処理した粉末など（例えば、Ｋ．Ｍａｃｈｉｄａ，Ｋ．Ｎｏｇｕｃｈｉ，Ｍ．Ｎｕｓｈｉｍｕｒａ，Ｙ．Ｈａｍａｇｕｃｈｉ，Ｇ．Ａｄａｃｈｉ，Ｐｒｏｃ．９ｔｈ Ｉｎｔ．Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄＴｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｓｅｎｄａｉ，Ｊａｐａｎ，ＩＩ，８４５ ２０００，或いは、Ｋ．Ｍａｃｈｉｄａ，Ｙ．Ｈａｍａｇｕｃｈｉ，Ｋ．Ｎｏｇｕｃｈｉ，Ｇ．Ａｄａｃｈｉ，Ｄｉｇｅｓｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ２５^ｔｈ Ａｎｎｕａｌｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｃｓ ｉｎ Ｊａｐａｎ，２８ａＣ−６ ２００１）を挙げることもできる。また、それらの多結晶集合型異方性希土類磁石粉末の４ＭＡ／ｍパルス着磁後の２０℃における保磁力は１．１ＭＡ／ｍ以上のものが望ましい。さらに、異方性希土類磁石粉末としてはＲＤ（酸化還元）処理によって準備された磁気的に異方性のＳｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３系磁石粉末、或いは前記粉末の表面を予め不活性化処理した粉末を必要に応じて適宜併用することもできる。
【００２７】
図３は本発明にかかる多結晶集合型異方性希土類磁石粉末の模式図である。図において、１は磁石粉末、１Ｇは磁石粉末を構成する一つ一つのＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ結晶粒を示しており、それらの結晶粒１Ｇの磁化容易軸１（００６）は、ほぼ一定方向に揃った構造の粉末が主原料となる。
【００２８】
上記、本発明にかかる多結晶集合型異方性希土類磁石粉末は結合剤との結合力を強固にし、耐候性を確保するため、予めエポキシオリゴマ−で図４のような表面被覆することが望ましい。ただし、図４中、１は異方性磁石粉末、１２は表面被覆したエポキシオリゴマ−である。
【００２９】
前記、多結晶集合型異方性希土類磁石粉末へのエポキシオリゴマ−の被覆方法としては、先ず、当該エポキシオリゴマ−を有機溶媒に溶解し、当該有機溶媒溶液と異方性希土類磁石粉末とを湿式混合し、溶媒を除去する。なお、エポキシオリゴマ−の架橋密度を高めるためには分子鎖内にもエポキシ基を有するノボラック型エポキシやエピクロルヒドリンとビスフェノ−ル類との縮合物であるジグリシジルエ−テル型エポキシが好ましい。また、前記エポキシオリゴマ−と架橋する粉末エポキシ硬化剤としてはジシアンジアミドおよびその誘導体、カルボン酸ジヒドラジド、ジアミノマレオニトリルおよびその誘導体のヒドラジドの群より選ばれた１種または２種以上などを挙げることができる。これ等は一般に有機溶媒に難溶の高融点有機化合物であるが、粒子径を数ないし数十μｍ以下に調整し、異方性磁石粉末や他の熱硬化性樹脂組成物と物理的に付着性が強いものが好ましい。なお、ジシアンジアミド誘導体としては、例えばｏ−トリルビグアニド、α−２・５−ジメチルビクアニド、α−ω−ジフェニルビグアニド、５−ヒドロキシブチル−１−ビグアニド、フェニルビグアニド、α−，ω−ジメチルビクアニドなどを挙げることができる。更に、カルボン酸ジヒドラジドとしてはコハク酸ヒドラジド、アジピン酸ヒドラジド、イソフタル酸ヒドラジド、ｐ−アキシ安息香酸ヒドラジドなどを挙げることができる。これらのエポキシ樹脂硬化剤はコンパウンドに乾式混合によって添加することが望ましい。なお、コンパウンドの成形型への移着を防ぐには成形型キャビティの設定温度よりも高融点の高級脂肪酸、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸金属石鹸類から選ばれる１種または２種以上を０．２ｗｔ．％以下コンパウンドに乾式混合によって添加することが望ましい。
【００３０】
一方、本発明にかかる希土類ボンド磁石の結合剤成分となる熱硬化性樹脂組成物としては、熱圧着機能と熱硬化性官能基を有する粉末状樹脂成分を用いる。するとコンパウンドは当該成分の粘着力によって異方性希土類磁石粉末を統合し、圧縮成形まえの結合剤と異方性希土類磁石粉末の機械的分離を防ぐ役割を付与することができる。その具体的手段として、結合剤は少なくともエポキシオリゴマ−と粘着性を付与した熱圧着性ポリアミドまたは／およびポリアミドイミド粉末、および必要に応じて適宜加える粉末状の潜在性エポキシ硬化剤から構成することが好ましい。
【００３１】
なお、本発明にかかるポリアミドまたは／およびポリアミドイミド粉末の粘着性と熱圧着性とは、粘着付与剤などを添加し、圧縮成形するまえのコンパウンドで異方性希土類磁石粉末と結合剤とを、その粘着力によって固定する。次に、コンパウンドを圧縮してグリ−ンコンパクトを成形する際、ポリアミドまたは／およびポリアミドイミドの熱軟化による塑性変形の促進、接合面間の濡れ性を改善することによってポリアミドまたは／およびポリアミドイミド、或いはエポキシオリゴマ−の熱圧着性を高めるものである。さらに、可塑剤のような他の成分は適宜必要に応じて本結合剤成分に併用することは差支えない。例えば、可塑剤は粘着剤を含むポリアミドまたは／およびポリアミドイミドの全粘度を減少させ可撓性および湿りを促進する。好ましく使用される可塑剤として、例えばジベンジルトルエン類、ｐ−ヒドロキシ安息香酸エステル、ベンゼンスルホンアミド類など比較的ポリアミドまたは／およびポリアミドイミ／との相溶性の良好な化合物を挙げることができる。
【００３２】
上記、コンパウンドの異方性希土類磁石粉末の含有量は９７ｗｔ．％以上、圧縮成形圧力は０．６ＧＰａ以上、グリ−ンコンパクトの熱硬化樹脂組成物の加熱硬化は当該エポキシオリゴマ−と潜在性硬化剤との反応開始温度以上とする。すると、図５で示すように成形型キャビティに充填した異方性磁石粉末１ａ，１ｂを含むコンパウンドに熱間で配向磁界Ｈを印加すると、先ず、磁化容易軸方向に異方性磁石粉末１ａ，２ａが配向する（工程Ｂ１１）。続いて、配向磁界中でコンパウンドを圧力Ｐによって圧縮する。するとポリアミドまたは／およびポリアミドイミド粉末３ａ，３ｂは熱と圧力によって塑性変形しながら互いに接合しつつ、異方性磁石粉末１ａ，１ｂ粒子間に集積する。他方では、ポリアミドまたは／およびポリアミドイミド粉末３ａ，３ｂは異方性磁石粉末１ａ，１ｂの圧迫を緩衝し、エポキシオリゴマ−１２ａ，１２ｂは潤滑作用によって異方性磁石粉末１ａ，１ｂの緻密化を助長する（工程Ｂ１２）。そして、加熱硬化時にエポキシオリゴマ−１２ａ，１２ｂのエポキシ基は、ポリアミドまたは／およびポリアミドイミド粉末３ａ，３ｂのアミノ基（−ＮＨ）、並びに潜在性硬化剤２ａ，２ｂによって互いに化学結合した連続相を形成するのである。なお、この構成の希土類ボンド磁石は密度６〜６．３Ｍｇ／ｍ^３であっても、温間での塑性変形能を有している。
【００３３】
上記によって連続相を形成した結合剤成分は塑性変形能が発現し、所望の円弧状、或いは環状磁石に仕上げることができる。例えば、図６のようなダイスＤと下パンチＬＰとで形成した円弧状成形型キャビティＭＣに本発明にかかる板状希土類ボンド磁石０１を装填し、上パンチＵＰを用いて温間塑性加工（スタンピング加工）すると例えば肉厚１ｍｍ以下のラジアル異方性円弧状希土類ボンド磁石０２を作製することができる。なお、ここで言うスタンピング加工とは一般には熱可塑性シ−トを加熱・軟化し、プレス成形する方法で、板金プレスと同様のシステムで成型加工するためスタンパブルシ−ト成形とも呼ばれる（斎藤進六監修、新材料成型加工辞典、ｐ７７５，産業調査会材料情報センタ−，１９８８）。本発明にかかる結合剤はエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂組成物であるが、成形加工法から言えば、引用のスタンピング加工が最も類似な方法と考えられるのでスタンピング加工とした。一方、環状に形成する場合には、図７（ａ）のように板状磁石を圧延し、圧延して可撓性を付与した磁石を、図７（ｂ）のように所望の径に巻き付けることでラジアル異方性環状希土類ボンド磁石とする。なお、最終的に用いる小型モ−タのコギングトルク低減のためにはグリ−ンコンパクトを不等幅としたり、或いは不等肉厚とすることができるが、かかる施策は当該モ−タの設計思想に委ねるところである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例により更に詳しく説明する。ただし、本発明は実施例によって限定されるものではない。
【００３５】
（実施例の説明１、原料）
本実施例では、２種類の形態の異なる希土類磁石粉末を使用した。すなわち、ＨＤＤＲ処理（水素分解／再結合）によって準備された異方性の平均粒子径８０μｍのＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末（Ｎｄ_１２．３Ｄｙ_０．３Ｆｅ_６４．７Ｃｏ_１２．３Ｂ_６．０Ｇａ_０．６Ｚｒ_０．１）、ＲＤ（酸化還元）した平均粒子径３μｍのＳｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３系磁石粉末である。また、結合剤の構成成分としては室温で液体のジグリシジルエ−テルビスフェノ−ルＡ型エポキシオリゴマ−、粒子径１５μｍ以下の粉末状潜在性エポキシ硬化剤、粘着剤を含み予め１００μｍ以下に冷凍粉砕したポリアミド粉末、並びに粒子径１０μｍ以下の滑剤が、この実施例で使用された。なお、ジグリシジルエ−テルビスフェノ−ルＡ型エポキシオリゴマ−（化１）、粉末状潜在性エポキシ硬化剤（化２）の化学構造は以下の通りであった。
【００３６】
【化１】

【００３７】
（ＮＨ_２ＮＨＣＯＣＨ_２ＣＨ_２）_２Ｎ（ＣＨ_２）_１１ＣＯＮＨＮＨ_２・・（化２）
【００３８】
（実施例の説明２、希土類ボンド磁石の準備）
本発明は希土類磁石粉末の１種または２種以上から磁気特性が形状に依存しない高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石を、図２で説明した構成の磁界中配向圧縮成形装置を用いて作製し、新規な高出力小型モ−タを提供するためになされた。例えば、環状の異方性高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石は磁化の前後にシ−トからフィルムに至る磁石をフレ−ムまたはマンドレルに巻きつけることによって得られる。当然ながら、ラジアル配向磁界のように、小口径化に伴う配向度の低下、すなわち（ＢＨ）_ｍａｘの減少という困難な課題を克服することができる。
【００３９】
図８（ａ）はエポキシオリゴマ−、そして、粉末状潜在性エポキシ硬化剤、および粘着剤を含むポリアミド粉体構成された本発明にかかる異方性希土類ボンド磁石を準備するための工程を示すブロック図である。また、図８（ｂ）は、従来のメルトスパンリボンを粉砕した磁気的に等方性のＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末（Ｎｄ_１２Ｆｅ_７７Ｃｏ_５Ｂ_６）をエポキシ樹脂とともに圧縮成形した磁石を準備するための工程を示すブロック図である。図８（ｂ）は、例えばＦ．Ｙａｍａｓｈｉｔａ，Ｙ． Ｓａｓａｋｉ，Ｈ．Ｆｕｋｕｎａｇａ，Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ Ｔｈｉｎ Ａｒｃ−ｓｈａｐｅｄ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔｓ ｆｏｒ Ｓｍａｌｌ ＤＣ Ｍｏｔｏｒｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ Ｐｒｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｍｅｔａｌ Ｉｏｎ−ｉｍｐｌａｎｔｅｄ Ｐｕｎｃｈｅｓ“Ｊ．Ｍａｇｎ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．４，ｐｐ．６８３〜６８６（２００１）．に記載されている。図８（ａ）、（ｂ）のブロック図から明らかなように、本発明では従来法に比較して希土類磁石粉末と結合剤成分のミキシングによってコンパウンドが準備できる。また、コンパウンドの圧縮成形と硬化条件は、ほぼ同じであり、本発明では異方性希土類ボンド磁石を最終形態とするための塑性加工、すなわち圧延または／およびスタンピング工程が必須工程として存在する。
【００４０】
図８（ａ）の本発明例の製造工程に従ってコンパウンドの調整を説明する。６０℃に加温したΣブレイドミキサ−に所定量の希土類磁石粉末を５ｋｇ仕込み、前記粉末を攪拌しながら、室温で液体のエポキシオリゴマ−の５０％アセトン溶液５０ｇを滴下した。攪拌を続けて凡そ５ｍｉｎ後、前記エポキシオリゴマ−を表面被覆した希土類磁石粉末に対して４ｗｔ．％以下の粘着剤２０％含有ポリアミド粒子、粉末状潜在性エポキシ硬化剤、および潤滑剤（粒子径１０μｍ以下のステアリン酸カルシウム）を添加してコンパウンドとした。それらの粉末状のコンパウンドは本発明にかかる磁界中圧縮成形装置に供することが可能な粉末流動性を持っていた。
【００４１】
次に、本発明にかかる磁界中圧縮成形装置のフィ−ダ−カップにコンパウンドを投入し、移動可能なダイセットＤＳに組み込まれた成形型キャビティＭＣにコンパウンドを充填した。ただし、成形型の上下パンチとキャビティは１５０℃以下、この場合は潜在性硬化剤の反応開始温度１１０℃程度に加熱されている。成形型キャビティＭＣに充填された異方性希土類磁石粉末を含むコンパウンドは１．４ＭＡ／ｍ以上の磁界中で配向したのち、上下パンチによって０．６〜１．１ＧＰａの圧力で圧縮され、脱磁され、グリ−ンコンパクトとなった。このグリ−ンコンパクトを１６０℃、２０ｍｉｎ加熱硬化し、本発明にかかる異方性希土類ボンド磁石とした。
【００４２】
一方、図８（ｂ）にしたがって、従来のメルトスパンリボンを粉砕した磁気的に等方性のＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末をエポキシ樹脂とともに圧縮成形した希土類ボンド磁石を比較のために準備した。
【００４３】
（実施例の説明３、希土類ボンド磁石の密度）
図９は本発明にかかる異方性希土類ボンド磁石の密度を結合剤含有量に対してプロットした特性図である。ただし、密度はアルキメデス法で測定した。図から明らかなように、磁石密度は結合剤含有量の減少によって増加する。しかしながら、結合剤含有量が２．５ｗｔ％付近を境に圧力依存性が異なり、結合剤含有量が少ない場合に密度は強く圧力に依存することを示している。また、０．６ＧＰａで圧縮した場合には結合剤含有量が１〜２．５ｗｔ％の範囲で極大が観測される。この現象は図５で説明したように、結合剤が緩衝作用、潤滑作用をしながら、それ自体の塑性変形によって異方性磁石粉末の粒子間に移動する。１．１ＧＰａで圧縮した場合は、むしろ異方性磁石粉末が物理的に破壊され、生成した微粉末が異方性磁石粉末粒子間に充填して行くと説明することができる。異方性のＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末は図３で説明したように多結晶集合型磁石粉末であり、高温暴露による表層Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ金属間化合物の磁気特性の劣化が、実使用上、しばしば問題となる。すなわち、結合剤量２．５ｗｔ％以下、０．６ＧＰａで圧縮すれば、異方性のＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末の物理的損傷を抑制しながら６Ｍｇ／ｍ３以上の密度が得られることが判る。なお、従来のメルトスパンリボンを粉砕した磁気的に等方性のＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末を２．５ｗｔ％のエポキシ樹脂とともに定法に従って０．８〜１．０ＧＰａで圧縮成形した希土類ボンド磁石の密度は５．８〜６．０Ｍｇ／ｍ３であることからも、本発明にかかる異方性希土類ボンド磁石が０．６ＧＰａという低圧で、高密度化できる効果を認めることができる。
【００４４】
（実施例の説明４、希土類ボンド磁石の磁気特性）
図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明にかかる異方性希土類ボンド磁石の（ＢＨ）_ｍａｘ、残留磁化Ｍｓ、保磁力ＨｃＪを結合剤含有量に対してプロットした特性図である。ただし、異方性希土類ボンド磁石の磁気特性は４ＭＡ／ｍのバルス磁化したのちにＶＳＭで測定した。
【００４５】
図１０（ａ）から明らかなように、（ＢＨ）_ｍａｘは結合剤含有量２．５ｗｔ％以下の領域で１５０ｋＪ／ｍ^３を越えている。また、結合剤含有量２±０．５ｗｔ％の範囲では、圧縮圧力０．６、１．１ＧＰａの差はなく、両者共に１５５ｋＪ／ｍ^３が観測された。この（ＢＨ）_ｍａｘ値は、ＴｏｋｕｎａｇａらはＮｄ_１４Ｆｅ_８０−ＸＢ_６Ｇａ_Ｘ（Ｘ＝０．４〜０．５）を熱間据え込み加工（Ｄｉｅ−ｕｐ−ｓｅｔ）して得たバルクを機械粉砕して保磁力Ｈｃｉ１．５２ＭＡ／ｍの異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末を作製し、これを樹脂で固めて（ＢＨ）_ｍａｘ１２７ｋＪ／ｍ^３の異方性希土類ボンド磁石［Ｍ．Ｔｏｋｕｎａｇａ，Ｎ．Ｎｏｚａｗａ，Ｋ．Ｉｗａｓａｋｉ，Ｍ．Ｅｎｄｏｈ，Ｓ，Ｔａｎｉｇａｗａ ａｎｄ Ｈ．Ｈａｒａｄａ：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．２５，３５６１（１９８９）］。Ｍ．Ｄｏｓｅｒ，Ｖ．Ｐａｎｃｈａｎａｔｈａｎらは、それら熱間加工後のバルクを粉末化する方法として粒界から水素を侵入させＮｄ_２Ｆｅ_１４ＢＨ_Ｘとして崩壊させ、その後真空加熱により脱水素したＨＤ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｄｅｃｒｅｐｉｔａｔｉｏｎ）異方性磁石粉末を樹脂で固めて（ＢＨ）_ｍａｘ１５０ｋＪ／ｍ^３の異方性希土類ボンド磁石を得ている［Ｍ．Ｄｏｓｅｒ，Ｖ．Ｐａｎｃｈａｎａｃｔｈａｎ，ａｎｄ Ｒ．Ｋ．Ｍｉｓｈｒａ：Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．７０，６６０３（１９９１）］を上回るものである。一方、図１０（ｂ）において、圧縮圧力１．１ＧＰａと０．６ＧＰａとで残留磁化Ｍｓを比較すると、図９の密度と同様な傾向を示し、図１０（ｃ）において、圧縮圧力１．１ＧＰａと０．６ＧＰａとで保磁力ＨｃＪを比較するとほぼ同等の値が観測されている。すなわち、結合剤含有量２±０．５ｗｔ％の範囲では留磁化Ｍｓの差ほど、（ＢＨ）_ｍａｘに差が生じないことからも、本発明にかかる異方性希土類ボンド磁石は異方性のＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末の物理的損傷を抑制しながら１５０ｋＪ／ｍ^３以上の高（ＢＨ）_ｍａｘが得られることが判る。
【００４６】
（実施例の説明５、異種希土類磁石粉末混合希土類ボンド磁石の磁気特性）
次に、液体のジグリシジルエ−テルビスフェノ−ルＡ型エポキシオリゴマ−を被覆した平均粒子径３μｍのＳｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３系磁石粉末を上記コンパウンドに混合した異方性希土類ボンド磁石の４ＭＡ／ｍパルス着磁後の磁気特性をＶＳＭで調べた。
【００４７】
図１１はＳｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３系磁石粉末の割合に対する希土類ボンド磁石の（ＢＨ）_ｍａｘの関係を示す特性図である。図から明らかなように、磁石の（ＢＨ）_ｍａｘはＳｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３系磁石粉末の割合が約１５ｗｔ％以下であれば減少することはないが、割合が約１５ｗｔ％を越えると減少する。本発明にかかる希土類ボンド磁石は図５、或いは図１０で説明したように、Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末粒子間にはＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末緻密化の際に、緩衝作用を行うポリアミドまたは／およびポリアミドイミド粉末が介在するのでＳｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３系磁石粉末を多量に含ませることはできない。しかしながら、図１０から、Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３系磁石粉末の割合の最適化により、コンパウンドの粉末流動性などの成形性が改善されると共に、その（ＢＨ）_ｍａｘは約１６０ｋＪ／ｍ^３に達する。
【００４８】
以上、多結晶集合型の異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末は平均粒子径が８０μｍと大きい。したがって、平均粒子径が３μｍのＳｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３系磁石粉末がＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末粒子間を埋めることで、磁石の高密度化、高（ＢＨ）_ｍａｘ化が期待される。しかしながら、図１２に示すＳｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３系磁石粉末の割合と密度の関係を示す特性図のように、Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３系磁石粉末の割合が増すと密度は低下する。よって、本発明にかかるＳｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３系磁石粉末の混合割合は１５ｗｔ％以下である。
【００４９】
（実施例の説明６、塑性加工による賦形とモ−タの基本性能）
上記、多結晶集合型の異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末と結合剤含有量２ｗｔ％とのコンパウンドを、本発明にかかる磁界中圧縮成形装置（配向磁界１．６ＭＡ／ｍ）で作製した板状グリ−ンコンパクトを加熱硬化し、（ＢＨ）_ｍａｘ１５５ｋＪ／ｍ^３、厚さ０．９７ｍｍの板状希土類ボンド磁石を作製した。続いて、前記板状希土類ボンド磁石を図６のようなスタンピング加工によって内半径３．５５ｍｍ、外半径３．６５ｍｍ、最大肉厚０．８８ｍｍ、長さ１０ｍｍの薄肉円弧状磁石とした。ただし、当該塑性加工条件は温度１２０℃、圧力０．５ＧＰａ、圧力保持時間０．１ｓｅｃである。このような条件で最終形状に賦形された本発明にかかる薄肉円弧状磁石は亀裂発生することなく、所望の寸法精度が確保されていた。
【００５０】
一方、比較例として、図８（ｂ）示したメルトスパンリボンを粉砕した磁気的に等方性のＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末（Ｎｄ_１２Ｆｅ_７７Ｃｏ_５Ｂ_６）をエポキシ樹脂とともに内半径３．５５ｍｍ、外半径３．６５ｍｍ、最大肉厚０．８８ｍｍ、長さ１０ｍｍの薄肉円弧状に圧縮成形したボンド磁石を作製した。
【００５１】
上記２種類の円弧状磁石を４ＭＡ／ｍでパルス着磁したとき、両者の磁束を比較すると本発明にかかる高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石は等方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系圧縮成形ボンド磁石の１．５〜１．７倍であった。次いで、前記２種類の薄肉円弧状希土類ボンド磁石を図１３に示すような外径１６ｍｍ、軸方向長さ１９ｍｍの小型直流モ−タの永久磁石界磁とし、そのトルク定数Ｋｔを求めた。その結果、本発明にかかる高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石を界磁とした直流モ−タのＫｔは０．００１５ｍＮ・ｍ／ｍＡを示し、等方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系圧縮成形ボンド磁石を界磁とした直流モ−タのＫｔに対して１．３５倍であった。
【００５２】
ところで、モ−タの効率ηは機械出力Ｐ、損失をＷとすると
η＝［Ｐ／（Ｐ＋Ｗ）］・・・（式３）
である。
【００５３】
したがって、等方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系圧縮成形ボンド磁石を界磁とした代表的な小型高性能直流モ−タに対して、本発明の目的のひとつである高出力化によるモ−タの高効率化が実現できると結論づけることができる。
【００５４】
つぎに、多結晶集合型の異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末と結合剤含有量２ｗｔ％とのコンパウンドから、本発明にかかる磁界中圧縮成形装置（配向磁界１．６ＭＡ／ｍ）で作製した板状グリ−ンコンパクトを加熱硬化し、板厚方向の（ＢＨ）_ｍａｘ１５５ｋＪ／ｍ^３、厚さ１．０５ｍｍの板状希土類ボンド磁石を作製した。続いて、前記板状希土類ボンド磁石を図１４のような温間圧延で厚さ０．９８ｍｍに塑性加工した。図１４において、１は１３０℃に加熱した等速圧延ロ−ル、２は厚さ０．９８ｍｍに圧延した板状希土類ボンド磁石である。なお、当該磁石は圧延方向に可撓性が発現するため、常温で図１４中、３のように任意の直径を持つ環状形状に賦形することができる。当該磁石は環状に賦形したとき、言うまでもなく図７（ｂ）のように半径方向に１５５ｋＪ／ｍ^３級の（ＢＨ）_ｍａｘを有する所謂ラジアル異方性希土類ボンド磁石に他ならない。そこで、図１５（ａ）のように前記磁石１５１をフレ−ム枠１５２の内壁に巻き付けて図１５（ｃ）１５５ｋＪ／ｍ^３級の（ＢＨ）_ｍａｘを有する直径２４ｍｍの環状ラジアル異方性希土類ボンド磁石とした。さらに４ＭＡ／ｍのパルス磁界で永久磁石界磁とし、電機子１５３を挿入した図１５（ｄ）のような本発明にかかる直径２５ｍｍ、軸方向長さ１３ｍｍの直流モ−タとした。この直流モ−タのトルク定数Ｋｔは０．０１５３ｍＮ・ｍ／ｍＡであり、等方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系圧縮成形ボンド磁石を界磁とした直流モ−タのＫｔに対して１．４０倍であった。
【００５５】
したがって、ラジアル磁界配向が困難となる小口径における等方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系圧縮成形ボンド磁石を界磁とした代表的な小型高性能直流モ−タに対して、本発明の目的のひとつである高出力化によるモ−タの高効率化が実現できると結論づけることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明が対象とするコンピュ−タ周辺機、プリンタなどの制御用、駆動用として幅広く使用され、所謂永久磁石回転子型、或は永久磁石界磁型のブラシレスモ−タや直流モ−タに関して、電気・電子機器の高性能化のもと、当該小型磁石モ−タの更なる小型軽量化・高出力化に対する要求に応えるため、高（ＢＨ））_ｍａｘ化が、さほど進展しないメルトスパンリボンを粉砕したＲ−ＴＭ−Ｂ系急冷磁石粉末を樹脂で固定した磁気的に等方性のボンド磁石に換え、異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末を用いて小口径化（或いは長尺化）しても希土類ボンド磁石の（ＢＨ））_ｍａｘが減少しない技術の開示に関する。
【００５７】
上記、小型モ−タのための形状を満足する高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石を作製するため、本発明は、磁気的に異方性の多結晶集合型希土類磁石粉末と結合剤とのコンパウンドを、前記結合剤の熱硬化温度以下で配向磁界を印加しながら圧縮成形する際、塑性変形による緩衝作用によって磁石粉末相互の機械的損傷を抑制しながら緻密化を促進し、加熱硬化した後も温間塑性変形能を維持した結合剤を必須成分とした異方性希土類ボンド磁石を骨子とする。
【００５８】
本発明は、希土類磁石材料充填工程Ａ１、磁界配向圧縮工程Ｂ１、脱磁工程Ｂ２、グリ−ンコンパクト取出工程Ａ２を必須工程とした磁界中圧縮成形において、工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２とを隔離し、当該ダイセットが工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２間を移動する磁界中圧縮成形装置を用いる。また、前記成形型、並びにダイセットの全ての部材を非磁性材料で構成することによって、磁界配向用電磁石の磁極間で複数の成形型キャビティにより多数個同時成形を行うことができる。これにより、磁気的に等方性の希土類ボンド磁石のような多数個同時成形など生産性の向上を図ることができる。また、高（ＢＨ）_ｍａｘの希土類ボンド磁石を得るために、ダイセットの成形型キャビティが常用１５０℃の温度制御機能を有する磁界中圧縮成形装置を仕様する。本発明で、斯様に成形型キャビティを熱するのは、磁界配向の際、結合剤による異方性希土類磁石粉末の拘束力を減少させることが目的である。多くのエポキシ樹脂組成物や不飽和ポリエステル樹脂の熱重合開始温度は１５０℃以下であるため、成形型キャビティは常用１５０℃の温度制御機能があればよい。
【００５９】
次に、本発明における工程Ｂ１が、成形型キャビティに充填した希土類磁石材料を加熱下で配向磁界を印加する工程Ｂ１１、配向磁界を印加しながら所定圧力まで希土類磁石材料を圧縮してグリ−ンコンパクトとする工程Ｂ１２、成形型キャビティ中のグリ−ンコンパクトを脱磁する工程Ｂ１３とから成り、前記工程Ｂ１１において、磁界強度が１．４ＭＡ／ｍ以上とすることが好ましい。なお、工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２とを、ダイセット２基にて交互に繰返す機構を付与すると生産性の向上に繋がり、工程Ａ１と工程Ｂ１との間に、成形型キャビティから漏洩した希土類磁石材料を帯磁させることなく回収する工程Ｃ１を介し、工程Ｃ１にて回収した希土類磁石材料を再利用すると材料の歩留まりを改善することができる。
【００６０】
上記、工程Ａ２により得たグリ−ンコンパクトを加熱硬化する工程Ｄ１において、工程Ｄ１の雰囲気が不活性ガス、または減圧下とすると、本発明にかかる希土類ボンド磁石の高（ＢＨ）_ｍａｘを維持するために効果的である。
【００６１】
以上のような、磁界中圧縮成形装置に供する希土類磁石材料は平均粒子径５０−１５０μｍの異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末と熱硬化性樹脂組成物とのコンパウンド、或いは、平均粒子径１〜５μｍの異方性Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_ｘ（ｘ≒３）系磁石粉末と平均粒子径５０〜１５０μｍの異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末と熱硬化性樹脂組成物とのコンパウンドとすることが好ましく、磁界中圧縮成形装置によって作製したグリ−ンコンパクトを加熱硬化した希土類ボンド磁石の（ＢＨ）_ｍａｘは１５０ｋＪ／ｍ^３以上であることが好ましい。このような磁石は、必要に応じて適宜熱間にて圧延、スダンピング加工などの塑性加工を施こし、巻付けて所望の環状形状、或いは円弧状の最終形状に賦形した高（ＢＨ）_ｍａｘ希土類ボンド磁石とする。そして、高（ＢＨ）_ｍａｘ円弧状希土類ボンド磁石を搭載した高出力小型ブラシレスモ−タや直流モ−タ、或いは高（ＢＨ）_ｍａｘ環状希土類ボンド磁石を搭載した高出力ブラシレスモ−タや直流モ−タとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラジアル配向磁界の成形型構成図
【図２】（ａ）磁界中圧縮成形装置の工程Ａ１，Ａ２，Ｃ１の構成図
（ｂ）磁界中圧縮成形装置の工程Ｂ１，Ｂ２の構成図
【図３】多結晶集合型異方性希土類磁石粉末の模式図
【図４】多結晶集合型異方性希土類磁石粉末へのエポキシオリゴマ−被覆模式図
【図５】塑性変形能を有する希土類ボンド磁石の構成図
【図６】（ａ）塑性変形による工程６１の円弧状磁石作製模式図
（ｂ）塑性変形による工程６２の円弧状磁石作製模式図
（ｃ）塑性変形による工程６３の円弧状磁石作製模式図
【図７】（ａ）板状磁石を示すラジアル異方性磁石作製模式図
（ｂ）環状磁石を示すラジアル異方性磁石作製模式図
【図８】（ａ）本発明の磁石作製工程図
（ｂ）従来のメルトスパンリボンを粉砕した磁石作製工程図
【図９】結合剤含有量と密度の関係を示す特性図
【図１０】（ａ）結合剤含有量と磁気特性（ＢＨ）_ｍａｘの関係を示す特性図
（ｂ）結合剤含有量と残留磁化Ｍｓの関係を示す特性図
（ｃ）結合剤含有量と保磁力ＨｃＪの関係を示す特性図
【図１１】異種希土類磁石粉末混合量と（ＢＨ）_ｍａｘの関係を示す特性図
【図１２】異種希土類磁石粉末混合量と密度の関係を示す特性図
【図１３】円弧状永久磁石界磁を使用した高出力小型直流モ−タの外観図
【図１４】環状磁石作製の外観図
【図１５】（ａ）磁石をフレ−ム枠の内壁に巻き付けを説明する環状永久磁石界磁を使用した高出力小型直流モ−タの外観図
（ｂ）磁石をフレ−ム枠の内壁に巻き付けられた環状永久磁石界磁を使用した高出力小型直流モ−タの外観図
（ｃ）電機子が挿入された状態の環状永久磁石界磁を使用した高出力小型直流モ−タの外観図
（ｄ）環状永久磁石界磁を使用した高出力小型直流モ−タの完成品状態の外観図
【符号の説明】
１ａ，１ａ 異方性磁石粉末
１２ａ，１２ｂ エポキシオリゴマ−
２ａ，２ｂ 潜在性硬化剤
３ａ，３ｂ ポリアミド粉末
Ｈ 配向磁界
Ｐ 圧縮圧力

Claims (24)

1. 磁気的に異方性の多結晶集合型希土類磁石粉末と結合剤とのコンパウンドを、前記結合剤の熱硬化温度以下で配向磁界を印加しながら圧縮成形する際、塑性変形による緩衝作用によって磁石粉末相互の機械的損傷を抑制しながら緻密化を促進し、加熱硬化した後も温間塑性変形能を維持した結合剤を必須成分とした異方性希土類ボンド磁石。
2. 希土類磁石材料充填工程Ａ１、磁界配向圧縮工程Ｂ１、脱磁工程Ｂ２、グリ−ンコンパクト取出工程Ａ２を必須工程とした磁界中圧縮成形において、工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２とを隔離し、当該ダイセットが工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２間を移動する磁界中圧縮成形装置。
3. 成形型、並びにダイセットの全ての部材を非磁性材料で構成した請求項２記載の磁界中圧縮成形装置。
4. 磁界配向用電磁石の磁極間で複数の成形型キャビティにより多数個同時成形を行う請求項２、請求項３記載の磁界中圧縮成形装置。
5. ダイセットの成形型キャビティが常用１５０℃の温度制御機能を有する請求項２記載の磁界中圧縮成形装置。
6. 工程Ｂ１が、成形型キャビティに充填した希土類磁石材料を加熱下で配向磁界を印加する工程Ｂ１１、配向磁界を印加しながら所定圧力まで希土類磁石材料を圧縮してグリ−ンコンパクトとする工程Ｂ１２、成形型キャビティ中のグリ−ンコンパクトを脱磁する工程Ｂ１３とからなる請求項２記載の磁界中圧縮成形装置。
7. 希土類磁石材料に配向磁界を印加する工程Ｂ１１において、磁界強度が１．４ＭＡ／ｍ以上である請求項２、請求項７記載の磁界中圧縮成形装置。
8. 工程Ａ１Ａ２と工程Ｂ１Ｂ２とを、ダイセット２基にて交互に繰返す機構を付与した請求項２記載の磁界中圧縮成形装置。
9. 工程Ａ１と工程Ｂ１との間に、成形型キャビティから漏洩した希土類磁石材料を帯磁させることなく回収する工程Ｃ１を介し、工程Ｃ１にて回収した希土類磁石材料を再利用する請求項２記載の磁界中圧縮成形装置。
10. 工程Ａ２により得たグリ−ンコンパクトを加熱硬化する工程Ｄ１を有する請求項１、請求項２記載の磁界中圧縮成形装置にかかる希土類ボンド磁石。
11. 工程Ｄ１の雰囲気が不活性ガス、または減圧下である請求項１０記載の磁界中圧縮成形装置にかかる希土類ボンド磁石。
12. 希土類磁石材料が平均粒子径５０〜１５０μｍの多結晶集合型異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末と熱硬化性樹脂組成物を主成分とする結合剤とからなる請求項１、請求項１０記載の希土類ボンド磁石。
13. 希土類磁石材料が平均粒子径１〜５μｍの異方性Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_ｘ（ｘ≒３）系磁石粉末、平均粒子径５０〜１５０μｍの多結晶集合型異方性Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ系磁石粉末と熱硬化性樹脂組成物を主成分とする結合剤とからなる請求項１、請求項１０記載の希土類ボンド磁石。
14. 平均粒子径１〜５μｍの異方性Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_ｘ（ｘ≒３）系磁石粉末が１５ｗｔ％以下である請求項１、請求項１０、請求項１３記載の希土類ボンド磁石。
15. 結合剤を構成する熱硬化性樹脂組成物が、少なくとも室温で液体のエポキシオリゴマ−と室温で粘着性を付与した熱圧着性ポリアミドまたは／およびポリアミドイミド粉末、および必要に応じて適宜加える粉末状潜在性エポキシ硬化剤、滑剤からなる請求項１記載の希土類ボンド磁石。
16. 希土類磁石粉末が、予め室温で液体のエポキシオリゴマ−で表面被覆されている請求項１記載の希土類ボンド磁石。
17. 希土類ボンド磁石の最大エネルギ−積（ＢＨ）_ｍａｘが１５０ｋＪ／ｍ^３以上である請求項１記載の磁界中圧縮成形装置、並びに希土類ボンド磁石。
18. 希土類ボンド磁石を塑性加工する請求項１、請求項１０記載の希土類ボンド磁石。
19. 塑性加工がスタンピング加工であり、板状を円弧状に形状変換した請求項１、請求項１８記載の希土類ボンド磁石。
20. 塑性加工が圧延であり、然る後、巻きつけて環状形状に形状変換した請求項１、請求項１６記載の希土類ボンド磁石。
21. 請求項１７、請求項１８、請求項１９記載のラジアル異方性円弧状希土類ボンド磁石を搭載したブラシレスモ−タ。
22. 請求項１７、請求項１８、請求項１９記載のラジアル異方性円弧状希土類ボンド磁石を搭載した直流モ−タ。
23. 請求項１７請求項１８請求項２０記載のラジアル異方性環状希土類ボンド磁石を搭載したブラシレスモ−タ。
24. 請求項１７、請求項１８、請求項２０記載のラジアル異方性環状希土類ボンド磁石を搭載した直流モ−タ。

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