JP2011249612A

JP2011249612A - 脱磁方法及び脱磁装置

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Publication number: JP2011249612A
Application number: JP2010122114A
Authority: JP
Inventors: Kozo Miura; 好三三浦; Seiji Endo; 政治遠藤
Original assignee: MAGNET FORCE CO Ltd
Current assignee: MAGNET FORCE CO Ltd
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2011-12-08

Abstract

【課題】必要最高減磁界ならびに脱磁磁界強度を低減しつつ処理時間を短縮可能とし、しかも、希土類磁石内蔵機器を分解せずに内部の希土類磁石を脱磁することができる、脱磁方法及びその脱磁装置を提供する。
【解決手段】脱磁されるべき磁石の磁石配向方向と直角方向にパルス磁界を印加し、次いで磁石配向方向に直角方向に交流減衰磁界を印加して脱磁を行うことを特徴とする。前記パルス磁界は正逆交互に印加してもよく、前記パルス磁界より低い交流減衰磁界を印加することが好ましい。
【選択図】図５

Description

本発明は、希土類磁石の脱磁方法及び脱磁装置に係り、特に電気機器等に内蔵されている希土類磁石の脱磁に適した脱磁方法及び脱磁装置に関する。

希土類磁石はアルニコやフェライト磁石に比較し高い磁石特性を有するため、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の磁気ヘッド駆動用ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）、省エネ型エアコンコンプレッサー用モータ、自動洗濯機用モータ、さらにはハイブリッド自動車用モータ等に大量に使用されており、必要不可欠な材料で今後も使用量が増大すると予想される。希土類磁石は、フェライト磁石等の他の磁石と比較し高い残留磁束密度Ｂｒを持つだけではなく高い固有保磁力Ｈｃｊを持ち、大電流の入力に対し減磁せずに機械的出力を取り出せる。しかし、この高い固有保磁力Ｈｃｊのため、なんらかの理由、たとえば着磁時の極性間違い、着磁後に磁気回路装置を再度分解する必要が生じた場合、あるいは機器の廃棄物化に伴う分解の必要性等で、脱磁が必要になった時には脱磁が困難となる。

永久磁石の脱磁方法には、特許文献１に開示されているように、２種類の方法が知られている。磁石温度をキュリー点以上に昇温して熱的に脱磁する熱脱磁方法と、外部から磁界を印加して脱磁する磁気的脱磁方法である。

熱脱磁方法は、強磁性体がキュリー温度以上では常磁性体となり、その磁気を失うことを利用して脱磁するものである。希土類磁石のキュリー温度は、ＳｍＣｏ_５で７２７℃、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７で９２０℃、Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂで３１３℃、ＳｍＦｅＮｘ磁石で４７８℃である。この方法は、ＳｍＣｏ_５系磁石が唯一の希土類磁石であった時代には希土類磁石のほぼ唯一の脱磁方法であった（非特許文献１）。

しかしながら、熱脱磁方法は、脱磁対象物をキュリー点＋α以上の温度に上げなければならないため加熱炉が必要であるだけでなく、昇温および冷却に時間を要する。さらに、ＳｍＣｏ系磁石では正規の保磁力を得るための最終熱処理温度がキュリー点以下にある。このため磁石特性を劣化させずに熱脱磁することはほぼ磁石メーカにしか実施できない。また、ＳｍＦｅＮボンド磁石では、バインダーに有機樹脂が使用されているため、バインダーの劣化のなしに熱脱磁は行えない。さらに、ＮｄＦｅＢ磁石では正規の保磁力を得るための最終熱処理温度が約５００℃のため、磁石特性（特に保磁力Ｈｃｊ）の劣化を心配せず唯一熱脱磁が行えるが、非酸化雰囲気中での熱処理が必要で、やはり簡単ではない。また、これらの磁石を内蔵する機器を分解しないで脱磁するには、磁石を内蔵する機器が昇温によりガス等を発生するならばその対策を必要とするうえ、本来必要でない部分も加熱しなければならないため省エネの観点からも熱脱磁は好ましくない。

磁気的脱磁方法には磁界の反転を１〜数回で脱磁する直流脱磁法と、保磁力以上の交番減衰磁界を印加して脱磁する交流減衰脱磁方法とがある。

直流脱磁法は主に電磁石を利用して磁石固有保磁力Ｈｃｊに略等しい減磁界を印加して脱磁する方法であり、電磁石閉回路中で磁石の減磁特性曲線を測定する際には多用されている。しかしながら、直流脱磁方法は、２Ｔ（２０ｋＯｅ）以上の磁界の発生が電磁石では困難のため、高い減磁界を必要とする希土類磁石の脱磁には向かない。

交流減衰脱磁方法は、固有保磁力より高い磁界を交番ないし交流的に磁界を減衰させながら印加し脱磁する方法である。既にフェライト磁石の脱磁用には、商用電源からサイリスタの通電角を制御して直接交番減衰磁界を発生させる脱磁器が市販されている。アルニコ磁石の脱磁では交流磁界コイル中から磁石を引き出し移動させて交流減衰磁界をつくる方法も良く用いられている。

高い固有保磁力を有する希土類磁石の脱磁には大きな減磁界を必要とする。このため商用電源から電気的エネルギーをコンデンサに充填し、この充填エネルギーを一機に放出して大電流を得るコンデンサ電源が、交流減衰脱磁方法では採用される。

この交流減衰脱磁方法には、特許文献２に開示されているように、磁界の印加方向により２通りの方法がある。通例減磁界は磁石配向方向と同一の平行方向に印加される（「平行磁界脱磁」という。）が、充分な磁界を印加すれば磁石配向方向に直角に印加（「直角磁界脱磁」という。）しても脱磁が可能であることが開示されている。

特許文献２によれば、Ｈｃｊ＝１．１９ＭＡ／ｍ（１４．９ｋＯｅ）の希土類ボンド磁石を脱磁するのに、平行磁界脱磁の場合に必要な脱磁磁界強度は２．５ＭＡ／ｍ（３１ｋＯｅ）であった。しかしながら、直角磁界脱磁の場合には必要な脱磁磁界強度は５ＭＡ／ｍ（６３ｋＯｅ）であった。これより直角方向の交流減衰磁界脱磁では、平行磁界脱磁の約２倍の脱磁磁界強度が必要なことになる（ここで脱磁磁界強度とは、正逆交互に発生してそのピーク磁界強度が漸次減衰するパルス状の脱磁磁界の最大磁界強度を意味する）。このような大磁界を発生させるためにはコイルの巻数が多くなり、また流す電流が大きいためコイルの発熱が大きくなる等の問題が指摘されていた。

交流減衰磁界脱磁方法は、固有保磁力Ｈｃｊより高い磁界を交番ないし交流的に印加し脱磁する方法であるが、その際必要になるとされる磁界は、特許文献２に開示されているように保磁力Ｈｃｊの２〜３倍であると考えられている。

フェライト磁石の代表的高保磁力材質の保磁力Ｈｃｊは３１８ｋＡ／ｍ（４ｋＯｅ）程度であるのに対し、磁石特性だけでなく経済性にも優れる希土類磁石ＮｄＦｅＢ磁石では、材質にもよるが８７５ｋＡ／ｍ〜２６２６ｋＡ／ｍ（１１ｋＯｅ〜３３ｋＯｅ）以上と、非常に高い値を有する。ＮｄＦｅＢ磁石の最高の保磁力材質は、Ｈｃｊ≧２６２６ｋＡ／ｍ（３３ｋＯｅ）であり、脱磁に要する磁界は５２５３ｋＡ／ｍ〜７８８０ｋＡ／ｍ（６６ｋＯｅ〜９９ｋＯｅ）と非常に高いものとなり、このことが希土類磁石の脱磁を困難にしてきた理由である。

さらに平行方向の交流減衰磁界脱磁（「平行磁界脱磁」）では、減衰させる磁界の割合が重要であり、この割合が大きいと減磁時のヒステリシス曲線が適切な軌跡を描かず良好な脱磁が出来ない。望ましくは連続的に減じていくことが良いとされている（非特許文献１）。

従来、交流減衰磁界は、図７に示すような脱磁電源回路を用いて、商用電源６から、交流位相制御回路８で位相制御して、昇圧トランス７、両波整流回路９を介して、コンデンサ３に充電後、交流位相制御回路８でサイリスタ８ａ、８ｂをオフにするとともに、逆並列接続されたサイリスタ２１、２２をオンにしてコンデンサ３と脱磁コイル４の直列回路中に振動電流を発生させて作り出される。このため振動磁界の周期と磁界強度は、コンデンサ３の静電容量Ｃと脱磁コイル４のインダクタンスＬ及び抵抗Ｒ（付図示）で決定され、例えば、図８のごとくとなり、任意に減衰磁界の減衰割合を制御することはできない。

また、図７、図８に示す交流減衰脱磁方法では、磁界が反転する毎の絶対値での減衰が大きいために、希土類磁石やＮｄＦｅＢ系ボンド磁石等のような保磁力の大きい磁石を良好に脱磁することができない（特許文献３の段落「００１９」，「００２０」）。

そこで特許文献３では、この減衰磁界量を制御する装置及び方法を提案し、減衰磁界量を４４．６ｋＡ／ｍ（５６０Ｏｅ）以下にすることを求めている。そして、特許文献３には、Ｈｃｊ＝１１７０ｋＡ／ｍ（１４．７ｋＯｅ）の希土類磁石に対し、磁界を２３８８ｋＡ／ｍ（３０ｋＯｅ）からスタートして減衰磁界量を４４．６ｋＡ／ｍ（５６０Ｏｅ）にして正逆反転させながら６０回の磁界を印加することで良好に脱磁されたと開示している。

しかしながら、特許文献３に開示された方法では、所定減衰磁界量にするために磁界１回ごとにコンデンサの充電電圧を調整している。このため、磁石１個の脱磁に要する時間は略２〜８分以上（充電に２〜８秒として；約２秒×６０回＝約１２０秒）必要であると推定される。１回の脱磁処理に要する時間が長いことから能率が悪いこと、大電流の通電時間が長いためにコイルの発熱対策が必要になると考えられる。

一方、特許文献４には永久磁石を含む廃棄物処理では破砕機のつまり等の故障の原因になるため、永久磁石の脱磁が必要であることが開示されている。廃棄圧縮機中の磁石の脱磁方法の一つとして、モータ巻線を利用し商用電源を活用して行う脱磁方法が開示されているが、ＮｄＦｅＢ磁石を使用する圧縮機用モータの磁石保磁力は、高い保磁力たとえばＨｃｊ≒２３８８ｋａ／ｍ（３０ｋＯｅ）の材質が使用されている。このため脱磁には４．７７ＭＡ／ｍ〜７．１５ＭＡ／ｍ（６０ｋＯｅ〜９０ｋＯｅ）の高い減磁界が必要となることになるが、モータ巻線と商用電源の使用は一種の電磁石の使用であり、必要磁界を確保することは困難と考えられる。希土類磁石含有廃棄圧縮機の脱磁には、少なくともパルス大電流が得られるコンデンサ放電式電源装置が必要である。したがって、特許文献４が開示する方法はフェライト磁石含有圧縮機にしか適用できないと考えられる。

希土類元素は貴重な資源である。ＮｄＦｅＢ磁石の固有保磁力Ｈｃｊを高めるための必須添加元素Ｄｙ（ジスプロシウム）は、鉱石中の含有量が少なく特に貴重であるといわれている。このため保磁力を低下させずにＤｙ含有量を減少させる努力が磁石メーカで精力的に行われている。このため廃棄物製品中から貴重な希土類元素、特にＤｙを回収リサイクルすることは地球環境保護資源有効活用の観点からも重要であるが、現状ほとんど実施されていないと言える。

希土類磁石を内蔵する廃棄物から希土類磁石を安全かつ効率よく回収するためには、強力な磁力を有する希土類磁石の脱磁が必須である。磁石単体の脱磁でも容易でないことに加えて、希土類磁石が組み込まれた磁気回路ないし該磁気回路を内蔵する製品を製品ごと脱磁することは、さらに制約事項が増え希土類磁石単体脱磁以上に困難となることは容易に推定できる。

特開平８−９７０３５号公報特開２００２−１４１２２３号公報特開２００８−２６３０７９号公報特開２００１−１１０６３６号公報

山川和郎、大川光吉、宮本毅信著、「永久磁石磁気回路の設計と応用」、第１版、総合電子出版、昭和５４年４月１５日、ｐ．２４４

本発明は、上記従来の技術における問題点を解消するため、必要最高減磁界ならびに脱磁磁界強度を低減しつつ処理時間を短縮可能とし、しかも、希土類磁石内蔵機器を分解せずに内部の希土類磁石を脱磁することができる、脱磁方法及びその脱磁装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、本発明に係る脱磁方法は、脱磁されるべき磁石の磁石配向方向と直角方向にパルス磁界を印加し、次いで磁石配向方向に直角方向に交流減衰磁界を印加して脱磁を行うことを特徴とする。

前記パルス磁界を正逆交互に印加することが好ましい。

前記交流減衰磁界はパルス磁界より低い磁界を印加することが好ましい。

また、上記目的を達成するため、本発明に係る脱磁装置は、コンデンサと、該コンデンサに充電するための充電回路と、該コンデンサの両電極間に接続された脱磁コイルと、前記コンデンサの第１電極と前記脱磁コイルの一端に接続され、前記コンデンサの第１電極から前記脱磁コイルの一端に電流を流す第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子と逆並列接続されて、前記第１スイッチング素子と逆方向に電流を流す第２スイッチング素子と、前記コンデンサの第２電極と前記脱磁コイルの他端に接続され、前記コンデンサの第２電極と前記脱磁コイルの他端に電流を流す第３スイッチング素子と、前記第３スイッチング素子と逆並列接続されて、前記第３スイッチング素子と逆方向に電流を流す第４スイッチング素子と、前記コンデンサの第１電極と前記脱磁コイルの他端に接続され、前記コンデンサの第１電極から前記脱磁コイルの他端に電流を流す第５スイッチング素子と、前記脱磁コイルの一端と前記コンデンサの第２電極に接続され、前記脱磁コイルの一端から前記コンデンサの第２電極に電流を流す第６スイッチング素子と、前記第１〜第６スイッチング素子を制御して、前記脱磁コイルにパルス磁界を印加した後、交流減衰磁界を印加する制御装置と、を備えることを特徴とする。

前記コンデンサの容量切換手段を更に備えることが好ましい。

また、上記目的を達成するため、本発明に係る脱磁装置は、他の形態として、コンデンサと、該コンデンサに充電するための充電回路と、該コンデンサの両電極間に接続された脱磁コイルと、前記コンデンサの第１電極と前記脱磁コイルの一端に接続されて前記コンデンサの第１電極から前記脱磁コイルを介して前記コンデンサの第２電極に電流を流す第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子と逆並列接続されて前記第１スイッチング素子と逆方向に電流を流す第２スイッチング素子と、前記コンデンサの容量切換手段と、前記第１及び第２スイッチング素子並びに前記容量切換手段を制御して前記脱磁コイルにパルス磁界を印加した後に前記容量切換手段の切り換えて該パルス磁界より低い強度の交流減衰磁界を印加する制御装置と、を備えることを特徴とする。

前記容量切換手段は、並列接続した複数個のコンデンサの何れかをオフにするスイッチを含むことが好ましい。

本発明によれば、希土類磁石単体、希土類磁石含有磁気回路ないし該磁気回路内蔵品の脱磁が、必要最高減磁界ならびに脱磁磁界強度を低減しつつ処理時間の短縮が可能となり、脱磁が困難のために実施困難な廃棄物中からの希土類磁石の回収等が安全かつ容易に行うことが可能になる。

本発明に係る脱磁装置の第１実施形態を示す回路図である。本発明に係る脱磁装置の第２実施形態を示す回路図である。本発明に係る脱磁装置の第３実施形態を示す回路図である。本発明に係る脱磁方法による減磁界の一例を示すグラフである。本発明に係る脱磁方法による減磁界の他の例を示すグラフである。本発明に係る脱磁方法による減磁界の更に他の例を示すグラフである。従来の脱磁装置を示す回路図である。図７の脱磁装置による減磁界を示すグラフである。

本発明に係る脱磁方法及び脱磁装置について、以下に図１〜６を参照して説明する。なお、全実施形態を通じて、同様の構成部分には同符号を付した。

図１は、本発明に係る脱磁装置の第１実施形態を示す回路図である。脱磁装置１は、充電回路２と、コンデンサ３からなるコンデンサーバンクと、コンデンサ３及び脱磁コイル４を含む放電回路５を備える、コンデンサ放電式脱磁電源回路によって構成されている。脱磁装置１は、コンデンサ３の充電後に、脱磁コイル４に瞬時に大電流を供給することができる。

コンデンサ３を充電する充電回路２は、商用電源６に一次側コイル７ａが接続される昇圧用トランス７と、商用電源６の一方端子と一次側コイル７ａの一方端子との間に逆並列接続されＳＣＲ素子８ａ、８ｂからなる交流位相制御回路８と、昇圧用トランス７の二次側コイル７ｂの両端子間に接続されて昇圧された交流を全波整流する両波整流回路９と、両波整流回路９の直流出力端子間に接続された電圧検出回路１０と、を備えている。電圧検出回路１０の両端子間にコンデンサ３が接続され、電圧検出回路１０はコンデンサ３の充電電圧を検出する。

放電回路５は、印加減磁界に一方向パルス磁界を含ませるために、従来のコンデンサ式着磁電源の機能、即ちＬＣ直列回路の電流振動を最初の半波のみに抑える機構を有するとともに正逆パルス磁界発生のために、該半波電流パルスの向きを変えられるスイッチ機構を有し、さらに交流減衰磁界を発生させるために、LC直列回路の電流振動を最初の半波のみに抑える機構を解除できる機能を有している必要がある。

そのため、放電回路５は、コンデンサ３の両電極間に接続された脱磁コイル４と、コンデンサ３の第１電極３ａと脱磁コイル４の一端４ａに接続されてコンデンサ３の第１電極３ａから脱磁コイル４の一端４ａに電流を流す第１スイッチング素子１１と、第１スイッチング素子１１と逆並列接続されて第１スイッチング素子１１と逆方向に電流を流す第２スイッチング素子１２と、コンデンサ３の第２電極３ｂと脱磁コイル４の他端４ｂに接続されてコンデンサ３の第２電極３ｂから脱磁コイル４の他端４ｂに電流を流す第３スイッチング素子１３と、第３スイッチング素子１３と逆並列接続されて第３スイッチング素子１３と逆方向に電流を流す第４スイッチング素子１４と、コンデンサ３の第１電極３ａと脱磁コイル４の他端４ｂに接続されてコンデンサ３の第１電極３ａから脱磁コイル４の他端４ｂに電流を流す第５スイッチング素子１５と、脱磁コイル４の一端４ａとコンデンサ３の第２電極３ｂに接続されて脱磁コイル４の一端４ａからコンデンサ３の第２電極３ｂに電流を流す第６スイッチング素子１６と、第１〜第６スイッチング素子１１、１２、１３、１４、１５、１６を制御して脱磁コイル４にパルス磁界を印加した後、交流減衰磁界を印加する制御装置１７とを、備えている。

一般に、脱磁コイル４には空心コイルが用いられ、第１〜第６スイッチング素子１１、１２、１３、１４、１５、１６は、サイリスタ（ＳＣＲ）が用いられる。なお、第５スイッチング素子１５は、一端（アノード側）が、第１スイッチング素子１１（及び第２スイッチング素子１２）とコンデンサ３の第１電極３ａとの間の接続点に接続されるとともに、他端（カソード側）が、第３スイッチング素子１３（及び第４スイッチング素子１４）と脱磁コイルの他端４ｂとの間の接続点に接続されている。また、第６スイッチング素子１６は、一端（アノード側）が、第１スイッチング素子１１（及び第２スイッチング素子）と脱磁コイル４の一端４ａとの間の接続点に接続されるとともに、他端（カソード側）が、第３スイッチング素子１３（及び第４スイッチング素子１４）とコンデンサ３の第２電極３ｂとの間の接続点に接続されている。

図２は、本発明に係る脱磁装置の第２実施態様を示す回路図である。図２に示す脱磁装置１’は、コンデンサ３が、並列接続された第１コンデンサ３_１と第２コンデンサ３_２とを備え、第２コンデンサ３_２に直列接続により設けたスイッチ１８により、コンデンサ３の容量を切換可能となっている。その他の構成は図１と同様であるので詳細な説明を省略する。スイッチ１８は、制御装置１７の制御指令に基づいて開閉制御される。

ＬＣ直列回路の電流振動の周期を短く抑えることが、減磁減衰磁界量およびコイル発熱に対し有利であるため、コンデンサ容量を小さく切り換えられることが望ましい。すなわち、振動交流電流は先行パルス電流より長時間通電になること、減衰磁界量は小さい方が脱磁にとって良いことから、先行パルス電流通電完了後にスイッチ１８を遮断して、適当なコンデンサ容量に切り換えることが好ましい。コンデンサ容量の切換手段は、図２に示すものに限らない。

図３は、本発明に係る脱磁装置の第３実施態様を示す回路図である。第３実施形態の脱磁装置は、第２実施形態から、第３〜第６スイッチング素子を取り外した形態であり、その他の構成は同様であるので、詳細な説明を省略する。第３実施形態の脱磁装置１”は、正パルス磁界しか印加できず、逆パルス磁界を印加することはできないが、正パルス磁界を印加した後、スイッチ１８の切換により、パルス磁界より低い強度の交流減衰磁界を印加することができる。

次に、上記構成を有する脱磁装置を用いた脱磁方法について説明する。本発明の脱磁方法では、脱磁すべき希土類磁石の磁石配向方向に対して脱磁コイルの減磁界が直角になるように、脱磁すべき希土類磁石を配置する。

ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）は一般に厚みの薄い直方体形状をしていて、外周を肉厚のアルミケースと薄い鉄板で覆われ保護されている。ＨＤＤの内部にはＮｄＦｅＢ磁石を１ないし２個使用した磁気ヘッドを駆動するためのＶＣＭが内蔵されている。このＶＣＭ中のＮｄＦｅＢ磁石の配向方向は、直方体の薄い厚み方向である。

したがって、ＨＤＤを分解することなくそのまま脱磁するためには、磁石配向方向が減磁界に直交するよう、脱磁コイル４を構成する空芯コイル中にＨＤＤをたてて固定する。

このようにして被脱磁物を脱磁コイル４中に固定しておいて、商用電源６から、昇圧トランス７、両波整流回路９を介して制御された電圧がコンデンサ３を充電する。このとき、放電回路５の第１〜第６スイッチング素子１１〜１６はオフとなっている。コンデンサ３の電圧が設定電圧に達して充電が完了したことを電圧検出回路１０が検出すると、制御装置１７の指令により、交流位相制御回路８で商用電源６とコンデンサ３とが電気的に切り離さる。

充電完了後、上記の第１実施形態及び第２実施形態では、制御装置１７の制御に従い、第１スイッチング素子１１、第４スイッチング素子１４をオンにして導通状態とし、図４に示すように、最初の一方向パルス直交磁界を発生させる。第３実施形態では、第１スイッチング素子１１を導通状態として、図４に示すような一方向パルス直交磁界を発生させる。
上記の第１実施形態及び第２実施形態において、図５に示すように、一方向正逆パルス磁界を被脱磁処理物に作用させる場合には、第１スイッチング素子１１、第４スイッチング素子１４をオンにして導通状態とし、最初の一方向パルス直交磁界を発生させた後、第１スイッチング素子１１、第４スイッチング素子１４をオフにして、再度、上記と同様にしてコンデンサ３を充電し、充電完了後、第５スイッチング素子１５、第６スイッチング素子１６をオンにして導通状態とし、逆方向パルス直交磁界を発生させる。このパルス電流の１パルス当たりの通電時間は極めて短時間（例えば、２〜３ｍｓｅｃ）であり、大電流による脱磁コイル４の発熱は通常の場合無視し得る程度に抑えられる。正逆パルス電流によるパルス直交磁界は、脱磁対象により異なるが、４回以下にするのが好ましい。パルス直交磁界強度のピーク値は、脱磁すべき磁石の材質、寸法、形状等によって異なるが、例えば、脱磁すべき磁石の保磁力Ｈｃｊの２〜３倍程度とすることができ、図５に示すように、最初のパルス直交磁界強度のピーク値とその次のパルス直交磁界強度のピーク値を同じ値とすることもできるし、或いは、コンデンサ３の充電電圧を制御することにより、図６に示すように、パルス直交磁界強度のピーク値を１パルス毎に減少させることもできる。

次に、上記の第１実施形態及び第２実施形態では、制御装置１７の指示により、第５スイッチング素子１５及び第６スイッチング素子１６をオフにしておいて、第１スイッチング素子１１と第２スイッチング素子１２、第３スイッチング素子１３と第４スイッチング素子１４を導通状態とし、ＬＣＲ共振による交流減衰磁界を脱磁コイル４中に発生させる（図５、図６参照）。交流減衰磁界の印加時間は、例えば、４０〜５０ｍｓｅｃ程度である。上記第２実施形態では、交流減衰磁界を発生させる前に、制御装置１７の指令に基づいて、スイッチ１８をオフにすることで、コンデンサ容量を減少させておいて、パルス直交磁界よりも低い強度の交流減衰磁界を印加する。上記第３実施形態では、パルス電流を発生させた後、制御装置１７の指令に基づいて、スイッチ１８をオフにすることでコンデンサ容量を減少させてから、第２スイッチング素子１２を導通状態として、ＬＣＲ共振による交流減衰磁界を脱磁コイル４中に発生させる（図４参照）。上記第１実施形態において交流減衰磁界強度のピーク値をパルス直交磁界のピーク値より低くするには、コンデンサ３の充電電圧を制御することにより行うことができる。交流減衰磁界は、複数回印加することができるが、２回以下とすることが好ましい。

図１に示すような脱磁装置１を用い、１２ｍｍ×１２ｍｍ×２．５ｍｍ、Ｈｃｊ＝１３９３ｋＡ／ｍ（１７．５ｋＯｅ）のＮｄＦｅＢ磁石を、脱磁コイル内に配置して直交脱磁を行った。容量が２０００μＦのコンデンサを用い、まずピーク値が３．５３ＭＡ／ｍ（４４．４ｋＯｅ）の一方向パルス磁界を正逆1回計２回印加し、続いて脱磁磁界強度の最大値が３．０６ＭＡ／ｍ（３８．５ｋＯｅ）の振動減衰磁界を２回印加した。その結果、該磁石は鉄板に吸着することもなく、磁石表面磁束密度が１ｍＴ（１０Ｇ）程度でクリップも吸着しない良好な脱磁状態が得られた。特開２００２−１４１２２３号公報（特許文献２）に開示されている脱磁磁界強度の５．０１ＭＡ／ｍ（６３ｋＯｅ）と比較し本発明では磁石保磁力Ｈｃｊが特許文献２に開示の試料磁石の保磁力Ｈｃｊより大きいにも関わらず、最初に印加する磁界強度が３．５３ＭＡ／ｍ（４４．４ｋＯｅ）と１．４８ＭＡ／ｍ（１８．６ｋＯｅ）も小さくてもよい結果が得られている。さらに、脱磁に要した時間は、いずれも３０秒以下であった。

さらに、最初に印加する一方向正逆パルス磁界ピーク値を４．７９ＭＡ／ｍ（６０．２ｋＯｅ）、４．２９ＭＡ／ｍ（５３．９ｋＯｅ），３．７８ＭＡ／ｍ（４７．５ｋＯｅ）と変更し、続いて同じく脱磁磁界強度の最大値が３．０６ＭＡ／ｍ（３８．５ｋＯｅ）の振動減衰磁界を２回印加した。いずれも３．５３ＭＡ／ｍ（４４．４ｋＯｅ）の一方向正逆パルス磁界印加時と同様に良好な脱磁状態が得られた。平行交流減衰磁界脱磁で問題となる減衰磁界量の制約（たとえば減衰磁界量４４．６ｋＡ／ｍ（５６０Ｏｅ）以下）が１．７３ＫＡ／ｍ（２１．７ＫＯｅ）まで大きくしても良く大幅に緩和されていることが分かる。

３台のＨＤＤ中から飽和着磁されたままのＶＣＭ磁気回路を取り出し、容量が２０００μＦのコンデンサを用い、磁石配向方向が脱磁コイルの軸線と直交して直角脱磁となるようＶＣＭ磁気回路を空芯コイル中央部に固定した。ついで、充電電圧を３０００Ｖにセットし、ピーク値が３．６６ＭＡ／ｍ（４６ｋＯｅ）の一方向正逆パルス磁界を正逆１回計２回印加し、ひき続いて脱磁磁界強度の最大値が３．０６ＭＡ／ｍ（３８．５ｋＯｅ）の振動減衰磁界を２回印加した。３台ともＮｄＦｅＢ磁石を使用しており、処理後の磁気回路は磁力を失ったために上下に分解し、磁石は回路継鉄を吸着できないような良好な脱磁状態であった。脱磁に要した時間は、いずれも３０秒以下であった。脱磁処理前のＶＣＭ磁気回路の継鉄からＮｄＦｅＢ磁石をはがし、磁石保磁力を２種類測定したところ、Ｈｃｊは１３２１ｋＡ／ｍ（１６．６ｋＯｅ）および１３９３ｋＡ／ｍ（１７．５ｋＯｅ）であった。

次に、図２に示すような脱磁装置を用い、ＨＤＤをそのまま脱磁するため内径１１０ｍｍ、高さ１２０ｍｍの脱磁コイル（空芯コイル）と容量可変（最大容量４０００μＦ）のコンデンサを用い、磁石配向方向が減磁界に直交するよう脱磁コイル中にＨＤＤをたてて固定した。最初に３５００Ｖ−４０００μＦで一方向正逆パルス磁界４．４６ＭＡ／ｍ（５６ｋＯｅ）を正逆1回計２回印加し、次いでコンデンサ容量を２０００μＦに変更し脱磁磁界強度の最大値が２．２３ＭＡ／ｍ（２８ｋＯｅ）の直角交流減衰磁界を印加した。４台脱磁処理したが処理後ＨＤＤを分解しＶＣＭを取り出したところ、脱磁磁界強度が２．２３ＭＡ／ｍ（２８ｋＯｅ）とかなり低い値にも拘らず４台ともほぼ磁石は良好に脱磁されていた。脱磁に要した時間は、いずれも３０秒以下であった。最初の減磁界を４．０６ＭＡ／ｍ（５１ｋＯｅ）の一方向パルス磁界正逆1回計２回印加に変更し、２台のＨＤＤにつき同様に処理したが、取り出したＶＣＭ磁石はほぼ良好に脱磁されていた。いずれのＨＤＤでも磁石はＮｉメッキを施したＮｄＦｅＢ磁石であった。

なお、比較実験として、ＨＤＤを横方向に固定して、通常の脱磁で行われる減磁界と磁石配向と平行な脱磁（平行脱磁）を行ったところ、HDD外周金属に渦電流が流れ、該電流と印加磁界の相互作用により、大きな力が発生しHDDが動いて危険であることが判明した。

本発明は、希土類磁石自体、希土類磁石含有回路、希土類磁石を内蔵しているＨＤＤや圧縮機のローター等の希土類磁石内蔵機器を、再生、リサイクル、或いは、廃棄物処理等に利用可能である。

１、１’、１” 脱磁装置
２充電回路
３コンデンサ
４脱磁コイル
５放電回路
１１第１スイッチング素子
１２第２スイッチング素子
１３第３スイッチング素子
１４第４スイッチング素子
１５第５スイッチング素子
１６第６スイッチング素子
１７制御装置

Claims

脱磁されるべき磁石の磁石配向方向と直角方向にパルス磁界を印加し、次いで磁石配向方向に直角方向に交流減衰磁界を印加して脱磁を行うことを特徴とする脱磁方法。
前記パルス磁界を正逆交互に印加することを特徴とする請求項１に記載の脱磁方法。
前記交流減衰磁界は、前記パルス磁界より低い強度の磁界を印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の脱磁方法。
コンデンサと、該コンデンサに充電するための充電回路と、該コンデンサの両電極間に接続された脱磁コイルと、前記コンデンサの第１電極と前記脱磁コイルの一端に接続されて前記コンデンサの第１電極から前記脱磁コイルの一端に電流を流す第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子と逆並列接続されて前記第１スイッチング素子と逆方向に電流を流す第２スイッチング素子と、前記コンデンサの第２電極と前記脱磁コイルの他端に接続されて前記コンデンサの第２電極から前記脱磁コイルの他端に電流を流す第３スイッチング素子と、前記第３スイッチング素子と逆並列接続されて前記第３スイッチング素子と逆方向に電流を流す第４スイッチング素子と、前記コンデンサの第１電極と前記脱磁コイルの他端に接続されて前記コンデンサの第１電極から前記脱磁コイルの他端に電流を流す第５スイッチング素子と、前記脱磁コイルの一端と前記コンデンサの第２電極に接続されて前記脱磁コイルの一端から前記コンデンサの第２電極に電流を流す第６スイッチング素子と、前記第１〜第６スイッチング素子を制御して前記脱磁コイルにパルス磁界を印加した後に交流減衰磁界を印加する制御装置と、を備えることを特徴とする脱磁装置。
前記コンデンサの容量切換手段を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の脱磁装置。
コンデンサと、該コンデンサに充電するための充電回路と、該コンデンサの両電極間に接続された脱磁コイルと、前記コンデンサの第１電極と前記脱磁コイルの一端に接続されて前記コンデンサの第１電極から前記脱磁コイルを介して前記コンデンサの第２電極に電流を流す第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子と逆並列接続されて前記第１スイッチング素子と逆方向に電流を流す第２スイッチング素子と、前記コンデンサの容量切換手段と、前記第１及び第２スイッチング素子並びに前記容量切換手段を制御して前記脱磁コイルにパルス磁界を印加した後に前記容量切換手段の切り換えて該パルス磁界より低い強度の交流減衰磁界を印加する制御装置と、を備えることを特徴とする脱磁装置。
前記容量切換手段は、並列接続した複数個のコンデンサの何れかをオフにするスイッチを含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の脱磁装置。