JP2012147602A - 永久磁石の製造方法および永久磁石の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】思わぬ箇所に吸着したり破損したりすることなく永久磁石を回収できる永久磁石の製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】回転子２に形成された磁石収容孔１６の内部に固定された永久磁石１７を取り出す永久磁石の製造方法であって、回転子２を加熱する工程と、磁石収容孔１６の内部から、強磁性体を含む材料で形成された消磁ホルダ３へ永久磁石１７を移動させる工程と、消磁ホルダ３に磁気吸着力によって保持された永久磁石１７を加熱することにより永久磁石１７を減磁する工程と、を備えた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、可動子または固定子に形成された貫通孔の内部に固定された永久磁石を取り出す永久磁石の製造方法および製造装置、貫通孔から取り出された永久磁石をリサイクルして永久磁石を製造する永久磁石の製造方法に関するものである。

ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータでは、回転子鉄心に貫通孔である磁石収容孔が形成され、この磁石収容孔の内部に永久磁石が固定されている。従来、回転子鉄心を加熱することによって、永久磁石の固定に用いられる樹脂を半溶解させて永久磁石の固定を緩め、その後、永久磁石を磁石収容孔から押し出して取り出していた。（例えば、特許文献１参照）

特開２０１０−１１０１６７号公報（第５頁、図１）

このような回転子鉄心に埋め込まれた永久磁石を取り出す方法にあっては、磁石収容孔から押し出された永久磁石が磁気吸引力によって思わぬ箇所に吸着したり、その際に割れたり砕けたりするという問題点があった。

この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、思わぬ箇所に吸着したり破損したりすることなく永久磁石を回収できる永久磁石の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。

この発明に係る永久磁石の製造方法は、可動子または固定子に形成された貫通孔の内部に固定された永久磁石を取り出す永久磁石の製造方法であって、可動子または固定子を加熱する工程と、貫通孔の内部から、強磁性体を含む材料で形成された永久磁石ホルダへ永久磁石を移動させる工程と、永久磁石ホルダに磁気吸着力によって保持された永久磁石を加熱することにより永久磁石を減磁する工程と、を備えたものである。

また、この発明に係る永久磁石の製造装置は、可動子または固定子に形成された貫通孔の内部に固定された永久磁石を取り出す永久磁石の製造装置であって、可動子または固定子を加熱する第１加熱装置と、強磁性体を含む材料で形成され、貫通孔の内部から取り出された永久磁石を磁気吸着させて保持する永久磁石ホルダと、貫通孔の内部から永久磁石ホルダへ永久磁石を移動させる磁石移動手段と、永久磁石ホルダに保持された永久磁石を加熱することにより永久磁石を減磁する第２加熱装置と、を備えたものである。

この発明に係る永久磁石の製造方法によれば、思わぬ箇所に吸着したり破損したりすることなく永久磁石を回収できる。

また、この発明に係る永久磁石の製造装置によれば、思わぬ箇所に吸着したり破損したりすることなく永久磁石を回収できる。

この発明の実施の形態１における永久磁石の製造装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における回転子および誘導加熱コイルを示す上面図である。 この発明の実施の形態１における永久磁石の製造方法の一部を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における永久磁石の製造方法の一部を示す断面図である。 この発明の実施の形態２における永久磁石の製造装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態２における回転子の一部を拡大して示す上面図である。 この発明の実施の形態４における永久磁石の製造方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５における永久磁石の製造方法を示すフローチャートである。

実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１における永久磁石の製造装置１ａの構成を説明する。図１は、この発明の実施の形態１における永久磁石の製造装置１ａを示す断面図である。

図１において、ＩＰＭモータの回転子２が、消磁ホルダ３上に載置され固定されている。そして、誘導加熱コイル６が、誘導加熱コイル用アクチュエータ７によって上下動可能となっており、回転子２の外周を囲むように配置されている。尚、図１に示す状態から、誘導加熱コイル用アクチュエータ７によって誘導加熱コイル６を下方に移動させると、誘導加熱コイル６は消磁ホルダ３の外周を囲むようになる。また、回転子２の上方には、複数の押圧棒８が配置され、これら押圧棒８は押圧棒用アクチュエータ１１によって上下動可能となっている。

次に、回転子２について説明する。図２は、この発明の実施の形態１における回転子２および誘導加熱コイル６を示す上面図である。尚、図２においては、回転子２の下方に設置された消磁ホルダ３の位置を二点鎖線で示している。また、図１は、図２におけるＡ−Ａ断面と同じ断面で切ったときの永久磁石の製造装置１ａの断面図を示している。図１および図２に示すように、回転子２は、略円柱状の回転子鉄心１２と、回転子鉄心１２に固定されたシャフト１３と、を有している。シャフト１３の中心軸と回転子鉄心１２の中心軸とは一致しており、これら中心軸が回転子２の回転軸となる。

回転子鉄心１２は、回転子２の回転軸とほぼ平行に延びるように形成された貫通孔である磁石収容孔１６を複数有しており、それぞれの磁石収容孔１６の内部には永久磁石１７が固定されている。複数の磁石収容孔１６は、図２に示すように、回転子２の回転軸を中心とする略円状に点在するように配置される。そして、回転子鉄心１２の円周面を囲むように誘導加熱コイル６が配置される。尚、図２では、６個の磁石収容孔１６が形成された例を示したが、磁石収容孔１６の個数は、これに限ることはなく、さらに複数に限ることもなく１個でもよい。

次に、永久磁石１７について説明する。永久磁石１７は、例えばネオジム磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石）、サマリウムコバルト磁石（Ｓｍ−Ｃｏ系磁石）、プラセオジム磁石（Ｐｒ−Ｃｏ系磁石）などといった希土類元素を含む材料で形成された希土類磁石である。そして、永久磁石１７は、磁石収容孔１６の内部に焼きばめによってそれぞれ固定されている。

次に、消磁ホルダ３について説明する。消磁ホルダ３は、複数の永久磁石１７を一度に保持可能な永久磁石ホルダである。消磁ホルダ３は略円筒状に形成され、その中心軸が回転子２の回転軸とほぼ一致するように、消磁ホルダ３上部に回転子２が載置されて固定される。消磁ホルダ３上部と回転子鉄心１２の下面とは接触しており、消磁ホルダ３の外周面の一部と各磁石収容孔１６の内面の回転子鉄心１２の中心軸側の面の一部とは、段差がほとんど無いように、つまり略同一平面になるように設置される。ただし、永久磁石１７の移動に問題が無い程度の段差であればあっても構わない。また、消磁ホルダ３上部と回転子鉄心１２の下面とは、必ずしも接触している必要はなく、永久磁石１７の移動に問題が無い程度の隙間であればあっても構わない。

そして、この消磁ホルダ３は、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性体を含む材料で形成される。例えば、Ｓ５０Ｃに代表される炭素鋼（Ｆｅ−Ｃ系合金）、ケイ素鋼（Ｆｅ−Ｓｉ系合金）、パーマロイのようなＦｅ−Ｎｉ系合金、パーメンジュールなどのＦｅ−Ｃｏ系合金などが用いられるが、強磁性体を含んでいればこれらに限ることもなく、もちろん強磁性体単体で形成してもよい。このように消磁ホルダ３を、強磁性体を含む材料で形成することにより、消磁ホルダ３は永久磁石１７の磁気吸着力によって永久磁石を保持することができる。

次に、誘導加熱コイル６について説明する。誘導加熱コイル６は、ソレノイド型のコイルであって、電源（図示せず）に接続され、数ｋＨｚ程度〜１００ｋＨ程度の交流電流を通電できるようになっている。また、誘導加熱コイル６は、誘導加熱コイル用アクチュエータ７によって上下動可能になっている。誘導加熱コイル用アクチュエータ７で移動させることにより、誘導加熱コイル６を、回転子鉄心１２の円周面を囲むように配置したり、消磁ホルダ３の外周面を囲むように配置したりできる。

次に、押圧棒８について説明する。押圧棒８は磁石収容孔１６と同じ数だけ設けられ、ここでは、磁石収容孔１６が６個であるため、押圧棒８は６本設けられる。そして、各押圧棒８は、押圧棒用アクチュエータ１１によって一度に上下動可能となっている。また、各押圧棒８は、回転子鉄心１２の各磁石収容孔１６の上方に位置し、押圧棒８の長手方向が、磁石収容孔１６が回転子鉄心１２を貫通する方向（図１における上下方向、図２における紙面垂直方向）とほぼ等しくなるように配置される。押圧棒８の、長手方向と垂直な断面の大きさは、磁石収容孔１６内に挿入可能な大きさとなっている。これにより、図１の状態から、押圧棒用アクチュエータ１１によって各押圧棒８を下方に移動させると、各押圧棒８は、各永久磁石１７を各磁石収容孔１６の内部から押し出して消磁ホルダ３の外周面上へ移動させながら、各磁石収容孔１６内に挿入されていくこととなる。このとき、各永久磁石１７は、各磁石収容孔１６の内面上および消磁ホルダ３の表面上を滑りながら移動することとなる。

次に、この発明の実施の形態１における永久磁石の製造装置１ａを用いた永久磁石の製造方法について説明する。図３〜図４は、この発明の実施の形態１における永久磁石の製造方法の一部を示す断面図である。

まず、図１に示すように、消磁ホルダ３上に回転子２を固定する。そして、誘導加熱コイル６を回転子鉄心１２の円周面を囲むように、つまり、誘導加熱コイル６の内部に回転子２が挿入された状態となるよう配置する。そして、各押圧棒８が回転子鉄心１２の各磁石収容孔１６の上方に位置するように配置する。

次に、誘導加熱コイル６に、電源（図示せず）から数ｋＨｚ程度〜１００ｋＨ程度の交流電流を流す。すると、回転子鉄心１２に渦電流が流れてジュール加熱され、各磁石収容孔１６が熱膨張によって広がる。永久磁石１７は、回転子鉄心１２と比べて固有抵抗が１桁以上高いため渦電流が流れにくく、あまり加熱されないのでさほど熱膨張することはない。永久磁石１７は磁石収容孔１６の内部に焼きばめによって固定されているため、この加熱によって磁石収容孔１６が広がって固定力が弱まることとなる。ここでは、回転子鉄心１２の表面が、焼きばめによって永久磁石１７を固定する際に加熱した温度と同程度からそれ以上の温度、例えば５００〜７００℃程度となるように加熱することが好ましい。

一般に永久磁石は加熱によって減磁されるという性質がある。しかし、この時点では、永久磁石１７は、回転子鉄心１２が加熱された熱の影響を受けて減磁されるものの、未だ大半の磁力が残されており、回転子鉄心１２の磁石収容孔１６の内部に磁気吸着している状態である。

次に、押圧棒用アクチュエータ１１によって各押圧棒８を一度に下方に移動させる。これにより、各押圧棒８は、それぞれ各磁石収容孔１６の内部に挿入され、それに伴い、磁石収容孔１６の内部に磁気吸着している永久磁石１７を磁石収容孔１６の外部へ押し出す。押し出された永久磁石１７は、回転子鉄心１２に隣接して配置された消磁ホルダ３の外周面上へ移動し、この消磁ホルダ３が強磁性体を含む材料で形成されていることから、消磁ホルダ３に磁気吸着して保持される。これにより、図３に示す状態となる。

尚、ここで「一度に」下方に移動させるとは、完全に「同時」とは限らず、それぞれの永久磁石１７を移動させるのに多少の時間差があったとしても、一つの工程で行われるものであれば、「一度に」に含まれるものとする。

次に、誘導加熱コイル用アクチュエータ７によって誘導加熱コイル６を下方に移動させ、誘導加熱コイル６が消磁ホルダ３の外周面を囲むように、つまり、誘導加熱コイル６の内部に消磁ホルダ３が挿入された状態となるよう配置する。これにより、図４に示す状態となる。

次に、誘導加熱コイル６に、電源（図示せず）から数ｋＨｚ程度〜１００ｋＨ程度の交流電流を流す。すると、消磁ホルダ３に渦電流が流れてジュール加熱される。消磁ホルダ３を加熱することによって、消磁ホルダ３から熱が伝わって永久磁石１７も加熱されることとなる。ここで、永久磁石１７がキュリー温度以上になるように、例えばネオジム磁石の場合は４００〜５００℃程度になるように加熱し、永久磁石１７を消磁する。

消磁された永久磁石１７は、磁気吸着力を失って消磁ホルダ３から剥がれるので、容易に回収することができる。

以下で、この発明の実施の形態１における永久磁石の製造方法を用いて行った実験結果について説明する。

図１および図２に示す構成において、回転子鉄心１２は、外径５０ｍｍ、高さ５０ｍｍで、板厚０．３５ｍｍのケイ素鋼板を高さ方向に積層したもので、磁石収容孔１６は６個形成され、それぞれの内部に永久磁石１７が焼きばめによって固定されたものを用いた。永久磁石１７は、幅１２ｍｍ、長さ４５ｍｍ、厚さ２ｍｍのもので、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石（保磁力：１ＭＡ／ｍ、飽和磁化：１．３Ｔ）を用いた。消磁ホルダ３は、材質がＳ５０Ｃで、外径４０ｍｍ、内径３５ｍｍ、高さ１００ｍｍのものを用いた。誘導加熱コイル６は、内径１００ｍｍ、高さ１００ｍｍで、巻回数が１０ターンのものを用いた。

そして、図１に示す状態で、誘導加熱コイル６に、周波数５０ｋＨｚ、電圧２００Ｖ、電流１０Ａの高周波電力を１０秒間投入した。

次に、回転子鉄心１２の上方から６本の押圧棒８によって、各永久磁石１７を一度に押し出した。押し出された永久磁石１７は、消磁ホルダ３の外周面上に磁気吸着力によって保持され、図３に示す状態となった。

次に、誘導加熱コイル６を下方へ移動させ、図４に示す状態となった。

次に、誘導加熱コイル６に、周波数５０ｋＨｚ、電圧２００Ｖ、電流１０Ａの高周波電力を１０秒間投入した。すると、永久磁石１７が、加熱によって消磁され、消磁ホルダ３との磁気吸着力を失って下方へ自然落下した。

以上のように、６個の消磁された永久磁石１７を回転子鉄心１２から分離して回収することができた。

この発明の実施の形態１では、以上のようにしたことにより、思わぬ箇所に吸着したり破損したりすることなく永久磁石１７を回収できるという効果がある。磁気吸着力を持った永久磁石１７が破損すると、その破片がさらに思わぬ箇所に吸着することがあるが、これも防止できる。

永久磁石１７が希土類磁石の場合は、フェライト磁石と比べて磁力が強いため、従来の方法で磁石収容孔１６から取り出すと、思わぬ箇所に吸着したり、その際に破損したりする可能性が高い。しかし、この発明の実施の形態１の方法では、永久磁石１７を磁石収容孔１６から取り出しながら、そのまま消磁ホルダ３に磁気吸着させるため、磁力が強い希土類磁石であっても、思わぬ箇所に吸着したり破損したりすることなく永久磁石１７を回収できる。

また、希土類磁石は、リサイクルのニーズが高いが、磁石収容孔１６から取り出す際に破損すると、破損箇所の酸化が進む。そうすると、酸化によって取り込まれた酸素が不純物となるため、リサイクルに要するコストが高くなってしまう。この発明の実施の形態１の方法では、破損することなく永久磁石１７を回収することができるため、破損箇所から酸化が進むこともなく、リサイクルに要するコストを低減することができる。

希土類磁石の中でもネオジム磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石）は、他の希土類磁石と比べて、磁力が強く、機械的に壊れ易く、酸化し易い、という特徴を持っているため、この発明の実施の形態１の方法によって得られる効果が特に大きい。

また、回転子鉄心１２に形成された複数の磁石収容孔１６の内部にそれぞれ固定された永久磁石１７を、複数の押圧棒８を用いて一度に消磁ホルダ３へ移動させることによって、作業効率を向上させることができる。

従来の方法を用いて複数の永久磁石１７を一度に磁石収容孔１６から取り出すと、互いの磁気反発力によって永久磁石１７が跳躍したり、磁気吸引力によって互いに衝突したりする。永久磁石１７が跳躍した際に、思わぬ箇所に吸着したり破損したりすることもあるし、磁気吸引力によって互いに衝突した際に破損することもある。しかし、この発明の実施の形態１では、複数の永久磁石１７を磁石収容孔１６から取り出しながら、そのまま消磁ホルダ３に磁気吸着させるため、互いの磁気反発力や磁気吸引力によって跳躍したり互いに衝突したりすることを防ぐことができる。

さらに、回転子鉄心１２を加熱する装置として、回転子鉄心１２の外周を囲むように配置した誘導加熱コイル６を用いたことにより、広い範囲を効率良く加熱することができるため、回転子鉄心１２に形成された複数の磁石収容孔１６を一度に熱膨張させることが容易となる。このため、容易に複数の永久磁石１７を一度に磁石収容孔１６から取り出すことができる。

また、永久磁石１７を加熱する装置として、消磁ホルダ３の外周を囲むように配置した誘導加熱コイル６を用いたことにより、複数の永久磁石１７を一度に加熱することが容易となり、作業効率が向上する。

さらに、誘導加熱コイル６を誘導加熱コイル用アクチュエータ７で移動可能とすることによって、回転子鉄心１２の加熱と、消磁ホルダ３で保持した永久磁石１７の加熱と、の両方を一つの誘導加熱コイル６で可能となる。

消磁ホルダ３が強磁性体を含む材料で形成されているため、導電率と透磁率が高く、誘導加熱の加熱効率が高い。

また、消磁ホルダ３を筒状に形成したことにより、消磁ホルダ３の内部が空洞であるため、誘導加熱による発熱部を、消磁ホルダ３に保持された永久磁石１７の近傍に局在化させることができる。これにより、永久磁石１７に効率良く熱を伝えることができ、短時間で永久磁石１７を消磁することができる。

尚、この発明の実施の形態１では、永久磁石１７を加熱して消磁した。しかし、必ずしも完全に消磁するまで加熱する必要はなく、例えば、永久磁石１７が弱い磁気吸着力で消磁ホルダ３に吸着している状態になるまで減磁するだけでもよい。

また、この発明の実施の形態１では、永久磁石１７を希土類磁石としたが、これに限ることはなく、フェライト磁石であってもこの発明の実施の形態１を適用できる。

この発明の実施の形態１では、複数の磁石収容孔１６の内部に固定された各永久磁石１７を永久磁石１７と同数の押圧棒８によって一度に消磁ホルダ３へ移動させた。しかし、必ずしも全ての永久磁石１７を一度に移動させる必要はなく、永久磁石１７の個数よりも少ない本数の押圧棒８によって何回かに分けて移動させてもよいし、１本の押圧棒８によって１個ずつ移動させてもよい。また、１個の押圧棒用アクチュエータ１１によって複数の押圧棒８の全てを移動させたが、押圧棒８ごとにそれぞれ押圧棒用アクチュエータ１１を設けてもよい。

また、永久磁石１７を移動させる手段としては、押圧棒８に限ることもない。例えば、吸引などによって永久磁石１７を引き出すようなものでもよいし、押圧棒８によって少しだけ押し出した後に、永久磁石１７の磁石収容孔１６から飛び出た部分を掴んで引き出すようなものでもよい。

尚、この発明の実施の形態１では、回転子鉄心１２を加熱する加熱装置と、永久磁石１７を加熱する加熱装置と、を１つの誘導加熱コイル６を誘導加熱コイル用アクチュエータ７で移動させることにより兼ねたが、２つの誘導加熱コイル６を設置してそれぞれの専用の加熱装置としてもよい。また、回転子鉄心１２と消磁ホルダ３の両方の外周を囲むことができるような大きさで、回転子鉄心１２と消磁ホルダ３の両方を一度に加熱できる１つの誘導加熱コイル６を設けてもよい。このようにすれば、誘導加熱コイル用アクチュエータ７は不要となる。また、加熱装置は誘導加熱コイル６に限ることはなく、抵抗加熱による加熱装置を用いてもよい。

この発明の実施の形態１では、消磁ホルダ３の外周面上に永久磁石１７を保持したが、内周面上に保持するようにしてもよい。この場合、消磁ホルダ３の内周面の一部と各磁石収容孔１６の内面の回転子鉄心１２外側の面の一部とが、段差がほとんど無いように設置すればよい。

また、消磁ホルダ３を略円筒状に形成したが、これに限ることはなく、例えば、永久磁石１７の個数が６個の場合は、断面が略六角形の筒状としてもよい。こうすると、永久磁石１７を保持する面が平面となるため、永久磁石１７を保持し易くなる。しかし、略円筒状である場合は、永久磁石１７の個数とは関係なく使用することができる。また、筒状に限ることもなく、中心側が空洞になっていない柱状でもよい。

また、この発明の実施の形態１では、モータの回転子鉄心１２に永久磁石１７が埋め込まれたものを例に挙げて説明した。しかし、固定子鉄心に永久磁石１７が埋め込まれているものにも適用できるし、回転するモータに限ることもなく、直線運動をするリニアモータの固定子や可動子に永久磁石１７が埋め込まれたものにも適用できる。

この発明の実施の形態１では、磁石収容孔１６の内部に焼きばめによって永久磁石１７が固定された場合について説明した。しかし、永久磁石１７の固定方法は焼きばめに限ることはなく、磁石収容孔１６の大きさよりも少し小さい大きさの永久磁石１７を例えば樹脂のような接着剤によって固定したものにも適用できる。この場合、誘導加熱コイル６によって回転子鉄心１２を加熱することによって、永久磁石１７の固定に用いられている樹脂を半溶解または劣化させて永久磁石１７の固定を緩め、その後、永久磁石１７を押圧棒８によって磁石収容孔１６から押し出して消磁ホルダ３へ移動させればよい。

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２における永久磁石の製造装置１ｂを示す断面図である。図５において、図１と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。この発明の実施の形態１とは、消磁ホルダ３、誘導加熱コイル用アクチュエータ７、押圧棒８および押圧棒用アクチュエータ１１を省略した構成が相違している。

回転子２は固定治具（図示せず）によって固定され、電源（図示せず）に接続された誘導加熱コイル６が回転子鉄心１２の円周面を囲むように配置されている。尚、図５における上側から見たときの回転子２と誘導加熱コイル６との位置関係は、図２と同様である。

図６は、この発明の実施の形態２における回転子２の一部を拡大して示す上面図である。図６において、回転子鉄心１２で、破線の丸で囲んだ部位を磁石収容孔１６の継ぎ目１８と呼ぶこととし、磁石収容孔１６の継ぎ目１８の厚さをＰとする。また、回転子鉄心１２で、破線の四角で囲んだ部位を磁石収容孔１６の外側の部位２１と呼ぶこととする。

次に、この発明の実施の形態２における永久磁石の製造装置１ｂを用いた永久磁石の製造方法について説明する。

まず、図５に示すように、回転子２および誘導加熱コイル６を配置する。ここで、回転子鉄心１２の磁石収容孔１６の継ぎ目１８の厚さＰは、０．１〜５ｍｍ程度とする。そして、誘導加熱コイル６に数ｋＨｚ程度〜１００ｋＨ程度の交流電流を流す。ここで、誘導加熱コイル６に供給する電力等を調整し、加熱開始から５秒以内に回転子鉄心１２の表面の一部が融点を超える温度になるよう急速昇温させる。例えば、回転子鉄心１２がケイ素鋼板で形成されている場合は、ケイ素鋼板の融点である１４００〜１５００℃程度以上まで急速昇温させる。

すると、熱が回転子鉄心１２の最表面近傍に集中し、１つの磁石収容孔１６に対して継ぎ目１８の少なくとも一方が熱によって溶断する。磁石収容孔１６の継ぎ目１８が溶断することにより、回転子鉄心１２の磁石収容孔１６の外側の部位２１を分離することができるようになる。しかも、回転子鉄心１２の表面の一部が溶融するほどの加熱を行うことによって、その熱により永久磁石１７が消磁される。回転子鉄心１２の磁石収容孔１６の外側の部位２１を取り外すと、永久磁石１７が外側に露出するようになり、さらに永久磁石１７が既に消磁されて磁気吸着力もなくなっていることから、永久磁石１７を容易に取り外して回収することができる。

以下で、この発明の実施の形態２における永久磁石の製造方法を用いて行った実験結果について説明する。

回転子鉄心１２の外径、回転子鉄心１２の長さ、誘導加熱コイル６へ通電する周波数、誘導加熱コイル６へ供給する電力、を変化させて実験を行い、加熱開始から回転子鉄心１２の表面の一部が溶けるまでの時間ｔと、磁石収容孔１６の継ぎ目１８が溶断するか否かを調べた。磁石収容孔１６の継ぎ目１８の厚さＰは、いずれも０．５ｍｍとした。他の条件は、この発明の実施の形態１で行った実験と同じとした。結果を表１に示す（実施例２−１〜２−５および比較例２−１）。

表１に示すように、実施例２−１〜２−５のように、加熱開始から回転子鉄心１２の表面の一部が溶けるまでの時間ｔが５秒以内、特に２〜５秒の場合は、磁石収容孔１６の継ぎ目１８が溶断した。そして、比較例２−１のように、加熱開始から１０秒かけて回転子鉄心１２の表面の一部が溶けるように加熱した場合は、いたる所で溶着が発生し、その後回転子鉄心１２の表面全体が溶け始め、磁石収容孔１６の継ぎ目１８が溶断することはなかった。

この発明の実施の形態２では、以上のように、加熱開始から回転子鉄心１２の表面の一部が溶けるまでの時間ｔが５秒以内、特に２〜５秒の範囲となるように、つまり、短時間で回転子鉄心１２を急速に昇温するように加熱したことにより、回転子鉄心１２の全体を高温にすることなく、最表面近傍に熱を集中させて磁石収容孔１６の継ぎ目１８を溶断することができる。この加熱により、永久磁石１７の消磁も行うことができる。これにより、永久磁石１７を回転子鉄心１２から分離して回収する作業効率を向上させることができる。

また、加熱装置として誘導加熱コイル６を用いたことにより、効率よく熱を回転子鉄心１２の最表面近傍に集中させることができ、磁石収容孔１６の継ぎ目１８の溶断が容易となる。

尚、この発明の実施の形態２では、この発明の実施の形態１と相違する部分について説明し、同一または対応する部分についての説明は省略した。

実施の形態３．
上述したこの発明の実施の形態２では、加熱開始から回転子鉄心１２の表面の一部が溶けるまでの時間ｔが５秒以内、特に２〜５秒の範囲となるよう回転子鉄心１２を加熱したが、この発明の実施の形態３では、特に、誘導加熱コイル６へ通電する周波数に注目して実験を行った。以下で、この発明の実施の形態３における実験結果について説明する。尚、実験にはこの発明の実施の形態２と同様の永久磁石の製造装置１ｂを用い、実験の手順についてもこの発明の実施の形態２と同様とした。

回転子鉄心１２の外径、回転子鉄心１２の長さ、誘導加熱コイル６へ通電する周波数、誘導加熱コイル６へ供給する電力、を変化させ、加熱開始から回転子鉄心１２の表面の一部が溶けるまでの時間ｔは５秒に固定し、磁石収容孔１６の継ぎ目１８が溶断するか否かを調べた。磁石収容孔１６の継ぎ目１８の厚さＰは、いずれも０．５ｍｍとした。他の条件は、この発明の実施の形態２と同様に、この発明の実施の形態１で行った実験と同じとした。結果を表２に示す（実施例３−１〜３−６および比較例３−１〜３−２）。

表２に示すように、実施例３−１〜３−６のように、誘導加熱コイル６へ通電する周波数が２ｋＨｚ以上、特に２〜１００ｋＨｚの場合は、磁石収容孔１６の継ぎ目１８が溶断した。そして、比較例３−１〜３−２のように、誘導加熱コイル６へ通電する周波数が１ｋＨｚ以下の場合は、回転子鉄心１２の表面全体が溶け始め、磁石収容孔１６の継ぎ目１８が溶断することはなかった。以上から、磁石収容孔１６の継ぎ目１８が溶断するためには、誘導加熱コイル６へ通電する周波数が２ｋＨｚ以上とすればよいことが分かった。

この発明の実施の形態３では、以上のように、加熱開始から回転子鉄心１２の表面の一部が溶けるまでの時間ｔが５秒以内で、誘導加熱コイル６へ通電する周波数が２ｋＨｚ以上、特に２〜１００ｋＨｚとしたことにより、回転子鉄心１２の全体を高温にすることなく、最表面近傍に熱を集中させて磁石収容孔１６の継ぎ目１８を溶断することができる。この加熱により、永久磁石１７の消磁も行うことができる。これにより、永久磁石１７を回転子鉄心１２から分離して回収する作業効率を向上させることができる。

尚、この発明の実施の形態３では、この発明の実施の形態２と相違する部分について説明し、同一または対応する部分についての説明は省略した。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４では、この発明の実施の形態１〜３で説明した永久磁石の製造方法を用いて回転子鉄心１２から回収した永久磁石１７をリサイクルして永久磁石を製造する方法について説明する。図７は、この発明の実施の形態４における永久磁石の製造方法を示すフローチャートである。

はじめに、図７を参照して通常の希土類磁石の製造方法について説明する。

まず、例えばネオジムなどの希土類を含む鉱石を製錬し、希土類金属の単体を取り出す（Ｓ１）。この後、必要ならば精錬を行って希土類金属の純度を上げる。

次に、例えばネオジム磁石を製造する場合はネオジム、鉄、ホウ素など、といった原料を配合し、加熱、溶解することにより、原料を合金化する（Ｓ２）。この溶解工程は、真空中またはアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で行い、加熱は誘導加熱を用いることが好ましい。

次に、溶解工程で溶解した原料を冷却し、インゴットを形成する（Ｓ３）。

次に、インゴットを粉砕して粉状体を形成する（Ｓ４）。この粉砕工程では、平均粉径３〜５μｍ程度の微粉となるように粉砕することが好ましい。

次に、インゴットを粉砕した粉状体を所望の形状の金型内に充填し、磁場を印加しながら加圧して成形体を形成する（Ｓ５）。ここで粉末同士の摩擦を減らすための有機系減摩剤などを使用した場合は、成形後に２００℃程度で加熱して揮発させておく。

次に、焼結を行って焼結体を形成する（Ｓ６）。焼結温度は、ネオジム磁石の場合は例えば１１００℃程度であって、焼結を行う時間は例えば１時間程度である。

次に、焼結よりも低い温度で熱処理を行う（Ｓ７）。この熱処理工程は、ネオジム磁石の場合は例えば４００〜１０００℃程度で行う。

次に、表面の研削や研磨、切断などの加工を行い、必要に応じて耐蝕性のコーティングなどの表面処理を施す（Ｓ８）。例えば、ネオジム磁石は酸化しやすいため、ニッケルなどでコーティングを行うことが好ましい。

次に、例えば自発保磁力の１．５〜２倍程度の磁場を印加し、希土類磁石を着磁する（Ｓ９）。これにより、希土類磁石が完成する。

以上で説明した一連の流れとは別に、この発明の実施の形態１〜３で説明した永久磁石の製造方法を用いて回転子鉄心１２から希土類磁石である永久磁石１７を回収する（Ｓ２０）。

この発明の実施の形態４では、永久磁石回収工程（Ｓ２０）で回収（製造）した永久磁石１７を溶解工程（Ｓ２）へ投入し、例えばネオジム磁石の場合はネオジム、鉄、ホウ素など、といった原料と共に加熱、溶解する。

そして、インゴットを形成し（Ｓ３）、その後の工程（Ｓ４〜Ｓ９）を行って、リサイクル永久磁石を完成させる。

この発明の実施の形態１〜３で説明した永久磁石の製造方法を使用せずに回転子鉄心１２から永久磁石１７を回収した場合、磁石収容孔１６から取り出す際に破損することがある。破損した希土類磁石は破損箇所から酸化が進む、つまり不純物である酸素が取り込まれるため、破損した希土類磁石をリサイクルするためには、より上流の工程である製錬工程（Ｓ１）に投入する必要がある。これにより、リサイクルに要するコストが高くなってしまう。

回収した永久磁石１７を溶解工程（Ｓ２）に投入するためには、含まれる酸素量を１００００ｐｐｍ程度以下とすることが好ましいが、この発明の実施の形態４では、この発明の実施の形態１〜３で説明した永久磁石の製造方法を用いて回転子鉄心１２から永久磁石１７を回収することによって、永久磁石１７を破損することなく回収することができるため、含まれる酸素量を１００００ｐｐｍ程度以下とすることができる。これにより、回収した永久磁石１７を溶解工程（Ｓ２）に投入することができ、リサイクルに要するコストを下げることができる。

尚、この発明の実施の形態４では、この発明の実施の形態１と相違する部分について説明し、同一または対応する部分についての説明は省略した。

実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５における永久磁石の製造方法を示すフローチャートである。この発明の実施の形態４とは、永久磁石回収工程（Ｓ２０）で回収した永久磁石１７を粉砕工程（Ｓ４）へ投入する点が相違している。

粉砕工程（Ｓ４）では、上述の永久磁石１７と原料のインゴットとを粉砕して粉状体を形成する。そして、その後の工程（Ｓ５〜Ｓ９）を行って、リサイクル永久磁石を完成させる。

回収した永久磁石１７を粉砕工程（Ｓ４）に投入するためには、含まれる酸素量を２０００ｐｐｍ程度以下とすることが好ましいが、この発明の実施の形態５では、この発明の実施の形態１〜３で説明した永久磁石の製造方法を用いて回転子鉄心１２から永久磁石１７を回収することによって、永久磁石１７を破損することなく回収することができるため、含まれる酸素量を２０００ｐｐｍ程度以下とすることができる。これにより、回収した永久磁石１７を粉砕工程（Ｓ４）に投入することができ、リサイクルに要するコストをさらに下げることができる。

尚、この発明の実施の形態５では、この発明の実施の形態４と相違する部分について説明し、同一または対応する部分についての説明は省略した。

以上、この発明の実施の形態１〜５について説明した。これらの、この発明の実施の形態１〜５で説明した構成は互いに組合せることができる。

１ａ、１ｂ 永久磁石の製造装置
２ 回転子
３ 消磁ホルダ
６ 誘導加熱コイル
７ 誘導加熱コイル用アクチュエータ
８ 押圧棒
１１ 押圧棒用アクチュエータ
１２ 回転子鉄心
１３ シャフト
１６ 磁石収容孔
１７ 永久磁石
１８ 磁石収容孔の継ぎ目

Claims (12)

1. 可動子または固定子に形成された貫通孔の内部に固定された永久磁石を取り出す永久磁石の製造方法であって、
   前記可動子または前記固定子を加熱する工程と、
   前記貫通孔の内部から、強磁性体を含む材料で形成された永久磁石ホルダへ前記永久磁石を移動させる工程と、
   前記永久磁石ホルダに磁気吸着力によって保持された前記永久磁石を加熱することにより前記永久磁石を減磁する工程と、
   を備えた永久磁石の製造方法。
2. 永久磁石は、希土類元素を含む材料で形成された希土類磁石であることを特徴とする請求項１記載の永久磁石の製造方法。
3. 可動子または固定子は、複数の貫通孔を有し、
   前記複数の貫通孔の内部にはそれぞれ永久磁石が固定され、
   前記永久磁石を移動させる工程では、複数の前記永久磁石を一度に永久磁石ホルダへ移動させることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。
4. 可動子または固定子を加熱する工程では、前記可動子または前記固定子の外周を囲むように配置した誘導加熱コイルに通電することによって前記可動子または前記固定子を加熱し、
   永久磁石を減磁する工程では、前記誘導加熱コイルを永久磁石ホルダの外周を囲むように配置して前記永久磁石ホルダを加熱することにより前記永久磁石を加熱することを特徴とする請求項３記載の永久磁石の製造方法。
5. 可動子は略円柱状に形成された回転子であり、
   複数の貫通孔は、前記回転子の回転軸を中心とする略円状に点在するよう配置され、
   永久磁石ホルダは、筒状に形成され、前記回転軸と中心軸がほぼ一致するように前記回転子と隣接して配置され、
   前記回転子を加熱する工程では、前記回転子の円周面を囲むように誘導加熱コイルを配置し、
   永久磁石を移動させる工程では、前記永久磁石ホルダの外周面または内周面に複数の前記永久磁石を移動させ、
   前記永久磁石を減磁する工程では、前記永久磁石ホルダの外周面を囲むように前記誘導加熱コイルを配置することを特徴とする請求項４記載の永久磁石の製造方法。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の永久磁石の製造方法により製造された永久磁石を含む永久磁石の原料を溶解する工程と、
   溶解した原料からインゴットを形成する工程と、
   前記インゴットを粉砕して粉状体を形成する工程と、
   前記粉状体を加圧して成形体を形成する工程と、
   前記成形体を焼結して焼結体を形成する工程と、
   を備えた永久磁石の製造方法。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の永久磁石の製造方法により製造された永久磁石を粉砕する工程と、
   前記永久磁石を粉砕した粉末を含む永久磁石の原料の粉状体を、加圧して成形体を形成する工程と、
   前記成形体を焼結して焼結体を形成する工程と、
   を備えた永久磁石の製造方法。
8. 可動子または固定子に形成された貫通孔の内部に固定された永久磁石を取り出す永久磁石の製造装置であって、
   前記可動子または前記固定子を加熱する第１加熱装置と、
   強磁性体を含む材料で形成され、前記貫通孔の内部から取り出された前記永久磁石を磁気吸着させて保持する永久磁石ホルダと、
   前記貫通孔の内部から前記永久磁石ホルダへ前記永久磁石を移動させる磁石移動手段と、
   前記永久磁石ホルダに保持された前記永久磁石を加熱することにより前記永久磁石を減磁する第２加熱装置と、
   を備えた永久磁石の製造装置。
9. 永久磁石は、希土類元素を含む材料で形成された希土類磁石であることを特徴とする請求項８記載の永久磁石の製造装置。
10. 可動子または固定子は、複数の貫通孔を有し、
    前記複数の貫通孔の内部にはそれぞれ永久磁石が固定され、
    磁石移動手段は、複数の前記永久磁石を一度に永久磁石ホルダへ移動させることが可能であり、
    前記永久磁石ホルダは、複数の前記永久磁石を一度に保持可能であることを特徴とする請求項８または請求項９のいずれかに記載の永久磁石の製造装置。
11. 第１加熱装置は、可動子または固定子の外周を囲むように配置された誘導加熱コイルであり、
    前記誘導加熱コイルを移動させるアクチュエータを備え、
    第２加熱装置は、前記誘導加熱コイルを前記アクチュエータによって永久磁石ホルダの外周を囲むように移動したものであり、前記第２加熱装置としての前記誘導加熱コイルは、前記永久磁石ホルダを加熱することにより永久磁石を加熱することを特徴とする請求項１０記載の永久磁石の製造装置。
12. 可動子は略円柱状に形成された回転子であり、
    複数の貫通孔は、前記回転子の回転軸を中心とする略円状に点在するよう配置され、
    永久磁石ホルダは、筒状に形成され、外周面または内周面に複数の永久磁石を保持可能であり、前記回転軸と中心軸がほぼ一致するように前記回転子と隣接して配置され、
    第１加熱装置としての誘導加熱コイルは、前記回転子の円周面を囲むように配置され、
    第２加熱装置としての前記誘導加熱コイルは、前記永久磁石ホルダの外周面を囲むように配置されることを特徴とする請求項１１記載の永久磁石の製造装置。

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