JP4577026B2 - 自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はモータなどに適用される鉄心との空隙に強い静磁界を発生する自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータに関し、更に詳しくは、当該モータの高出力化、或いは出力特性を保ちながら薄型化などを図るに際し、空隙磁束密度分布を正弦波状に近づけ、モータの回転に伴うトルク脈動を減じて滑らかな駆動特性を実現する磁石の製造技術に関する。これにより、モータの薄型化、小型化、高出力化、低振動騒音化や位置制御性などに優れた自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータを提供する。

メルトスパンなどの急冷凝固で得られるＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ、αＦｅ／Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ、Ｆｅ₃Ｂ／Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ磁石材料の形態はリボンなどの薄帯や、それを粉砕したフレー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、当該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特定形状のバルクに固定化することが行われた。例えば、Ｒ．Ｗ．Ｌｅｅらは（ＢＨ）_max１１１ｋＪ／ｍ³のリボンを樹脂で固定すると（ＢＨ）_max７２ｋＪ／ｍ³の等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ系ボンド磁石ができるとした［Ｒ．Ｗ．Ｌｅｅ，Ｅ．Ｇ．Ｂｒｅｗｅｒ，Ｎ．Ａ．Ｓｃｈａｆｆｅｌ，”Ｈｏｔ−ｐｒｅｓｓｅｄ Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ−Ｉｒｏｎ−Ｂｏｒｏｎ ｍａｇｎｅｔｓ”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．２１，１９５８（１９８５）］（非特許文献１参照）。

１９８６年、本発明者らは特開昭６２−１９６０５７号公報によって上記メルトスパンリボンを粉砕したＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ磁石粉末をエポキシ樹脂で固定した（ＢＨ）_max〜７２ｋＪ／ｍ³の小口径環状等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂボンド磁石が小型モータに有用であることを明らかにした（特許文献１参照）。その後、Ｔ．Ｓｈｉｍｏｄａも前記小口径環状等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ系ボンド磁石の小型モータ特性をＳｍ−Ｃｏ系ラジアル異方性ボンド磁石の小型モータ特性と比較し、前者が有用であるとした［Ｔ．Ｓｈｉｍｏｄａ，”Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｍａｇｎｅｔ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ ｒａｐｉｄ−ｑｕｅｎｃｈｅｄ ｐｏｗｄｅｒ”，ＰＥＲＭＡＮＥＮＴ ＭＡＧＮＥＴＳ １９８８ ＵＰＤＡＴＥ”，Ｗｈｅｅｌｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅ ＩＮＣ（１９８８）］。さらに、小型モータに有用であるという報告がＷ．Ｂａｒａｎ［”Ｃａｓｅ ｈｉｓｔｏｒｉｅｓ ｏｆ ＮｄＦｅＢ ｉｎ ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ”，Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｕｔｌｏｏｋ ｆｏｒ ＮｄＦｅＢ Ｍａｇｎｅｔｓ，Ｎｏｖ．（１９８９）］、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）］、Ｋａｓａｉ［”ＭＱ１，２＆３ｍａｇｎｅｔｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｍｏｔｏｒｓ ａｎｄ ａｃｔｕａｔｏｒｓ”，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔｓ’９２，Ｅｍｂａｓｓｙ Ｓｕｉｔｅ Ｏ’Ｈａｒｅ−Ｒｏｓｅｍｏｎｔ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ，ＵＳＡ，（１９９２）］などによってなされ、１９９０年代から、主にＯＡ、ＡＶ、ＰＣおよびその周辺機器、情報通信機器の永久磁石型モータ用途の環状磁石として、広く普及した経緯がある（非特許文献２、３、４、５参照）。

他方、１９８０年代からメルトスピニングによる磁石材料の研究が活発に行われ、Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ系、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃系、或いはそれらとαＦｅ、Ｆｅ₃Ｂ系などとの微細組織に基づく交換結合を利用したナノコンポジット材料を含め、多彩な合金組成をミクロ組織制御した材料に加え、近年ではメルトスピニング以外の急冷凝固法により、粉末形状の異なる等方性希土類磁石粉末も工業的に利用可能になっている［例えば、入山恭彦，”高性能希土類ボンド磁石の開発動向”，文部科学省イノベーション創出事業／希土類資源の有効利用と先端材料シンポジウム，東京，ｐｐ．１９−２６（２００２）、Ｂ．Ｈ．Ｒａｂｉｎ，Ｂ．Ｍ．Ｍａ，”Ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ
ｐｏｗｄｅｒ”，１２０^th Ｔｏｐｉｃａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ，ｐｐ．２３−２８（２００１）、Ｂ．Ｍ．Ｍａ，”Ｒｅｃｅｎｔ ｐｏｗｄｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｔ ｍａｇｎｅｑｕｅｎｃｈ”，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔｓ ２００２，Ｃｈｉｃａｇｏ（２００２）、Ｓ．Ｈｉｒａｓａｗａ，Ｈ．Ｋａｎｅｋｉｙｏ，Ｔ．Ｍｉｙｏｓｈｉ，Ｋ．Ｍｕｒａｋａｍｉ，Ｙ．Ｓｈｉｇｅｍｏｔｏ，Ｔ．Ｎｉｓｈｉｕｃｈｉ，”Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ／ＦｅｘＢ−ｔｙｐｅ ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｓｔｒｉｐ ｃａｓｔｉｎｇ”，９^thＪｏｉｎｔ ＭＭＭ／ＩＮＴＥＲＭＡＧ，ＣＡ（２００４）ＦＧ−０５］。また、等方性でありながら（ＢＨ）_maxが２２０ｋＪ／ｍ³に達するというＤａｖｉｅｓらの報告もある［Ｈ．Ａ．Ｄａｖｉｅｓ，Ｊ．Ｉ．Ｂｅｔａｎｃｏｕｒｔ，Ｃ．Ｌ．Ｈａｒｌａｎｄ，”Ｎａｎｏｐｈａｓｅ Ｐｒ ａｎｄ Ｎｄ／Ｐｒ ｂａｓｅｄ ｒａｒｅ−ｅａｒｔｈ−ｉｒｏｎ− ｂｏｒｏｎ ａｌｌｏｙｓ”，Ｐｒｏｃ． ｏｆ １６^th Ｉｎｔ．Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｓｅｎｄａｉ，ｐｐ．４８５−４９５（２０００）］。しかし、工業的に利用可能な急冷凝固粉末の（ＢＨ）_maxは〜１３４ｋＪ／ｍ³、等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂボンド磁石の（ＢＨ）_maxは略８０ｋＪ／ｍ³と見積もられる（非特許文献６、７、８、９、１０参照）。

上記に拘らず、本発明が対象とする永久磁石型モータは電気電子機器の高性能化のもと、更なる薄型化、小型化、高出力化、低振動騒音化、或いは位置制御の高精度化などの要求が絶えない。したがって、等方性希土類ボンド磁石の磁石粉末の（ＢＨ）_maxに代表される磁気特性の改良では、もはや当該モータの高性能化に有用と言い切れなくなりつつある。よって、このような、等方性希土類ボンド磁石モータの分野では異方性希土類ボンド磁石の永久磁石型モータへの応用の必要性が高まっている［山下文敏，”希土類磁石の電子機器への応用と展望”，文部科学省イノベ−ション創出事業／希土類資源の有効利用と先端材料シンポジウム，東京，（２００２）］（非特許文献１１参照）。

ところで、異方性希土類ボンド磁石に用いるＳｍ−Ｃｏ系磁石粉末はインゴットを粉砕しても大きな保磁力Ｈ_CJが得られる。しかし、ＳｍやＣｏは資源バランスの課題が大きく、工業材料としての汎用化には馴染まない。これに対し、ＮｄやＦｅは資源バランスの観点で有利である。しかし、Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ系合金のインゴットや焼結磁石を粉砕してもＨ_CJは小さい。このため、異方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ磁石粉末の作製に関しては、急冷凝固材料を出発原料とする研究が先行した。

１９８９年、徳永はＮｄ₁₄Ｆｅ_80-XＢ₆Ｇａ_X（Ｘ＝０．４〜０．５）を熱間据込加工（Ｄｉｅ−ｕｐｓｅｔ）したバルクを粉砕しＨ_CJ＝１．５２ＭＡ／ｍの異方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粉末とし、樹脂で固めて（ＢＨ）_max１２７ｋＪ／ｍ³の異方性ボンド磁石を得た［徳永雅亮，”希土類ボンド磁石の磁気特性”，粉体および粉末冶金，Ｖｏｌ．３５，ｐｐ．３−７，（１９８８）］（非特許文献１２参照）。また、１９９１年、Ｈ．ＳａｋａｍｏｔｏらはＮｄ₁₄Ｆｅ_79.8Ｂ_5.2Ｃｕ₁を熱間圧延し、Ｈ_CJ １．３０ＭＡ／ｍの異方性Ｎｄ₂
Ｆｅ₁₄Ｂ粉末を作製した［Ｈ．Ｓａｋａｍｏｔｏ，Ｍ．Ｆｕｊｉｋｕｒａ ａｎｄ Ｔ．Ｍｕｋａｉ，”Ｆｕｌｌｙ−ｄｅｎｓｅ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ ｍａｇｎｅｔｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｆｒｏｍ ｈｏｔ−ｒｏｌｌｅｄ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｐｏｗｄｅｒｓ”，Ｐｒｏｃ．１１^th Ｉｎｔ．Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｒａｒｅ−ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇ，ｐｐ．７２−８４（１９９０）］（非特許文献１３参照）。このように、ＧａやＣｕの添加で熱間加工性を向上させ、Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ結晶粒径を制御して高Ｈ_CJ化した粉末が知られた。１９９１年、Ｖ．Ｐａｎｃｈａｎａｔｈａｎらは熱間加工バルクの粉砕法とし、粒界から水素を侵入させＮｄ₂Ｆｅ₁₄ＢＨ_Xとして崩壊させ、真空加熱で脱水素したＨＤ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｄｅｃｒｅｐｉｔａｔｉｏｎ）−Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子とし、（ＢＨ）_max１５０ｋＪ／ｍ³の異方性ボンド磁石とした［Ｍ．Ｄｏｓｅｒ，Ｖ．Ｐａｎｃｈａｎａｃｔｈａｎ，ａｎｄ Ｒ．Ｋ．Ｍｉｓｈｒａ，”Ｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｒａｐｉｄｌｙ ｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｂｏｎｄｅｄ ｍａｇｎｅｔｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．７０，ｐｐ．６６０３−６８０５（１９９１）］（非特許文献１４参照）。２００１年、ＩｒｉｙａｍａはＮｄ_0.137Ｆｅ_0.735Ｃｏ_0.067Ｂ_0.055Ｇａ_0.006を同法で３１０ｋＪ／ｍ³の粒子とし、（ＢＨ）_max１７７ｋＪ／ｍ³の異方性ボンド磁石に改良した［Ｔ．Ｉｒｉｙａｍａ，”Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｂｏｎｄｅｄ ＮｄＦｅＢ ｍａｇｎｅｔｓ ｍａｄｅ
ｆｒｏｍ ｈｏｔ−ｕｐｓｅｔ ｐｏｗｄｅｒｓ”，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔ ２００２， Ｃｈｉｃａｇｏ（２００２）］（非特許文献１５参照）。

一方、ＴａｋｅｓｈｉｔａらはＮｄ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂインゴットを水素中熱処理し、Ｎｄ₂（Ｆｅ，Ｃｏ）₁₄Ｂ相の水素化（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ，Ｎｄ₂［Ｆｅ，Ｃｏ］₁₄ＢＨｘ）、６５０〜１０００℃で相分解（Ｄｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＮｄＨ₂＋Ｆｅ＋Ｆｅ₂Ｂ）、脱水素（Ｄｅｓｏｒｐｓｉｏｎ）、再結合（Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）するＨＤＤＲ法を提案し［Ｔ．Ｔａｋｅｓｈｉｔａ，ａｎｄ Ｒ．Ｎａｋａｙａｍａ，”Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ ｍａｇｎｅｔ ｐｏｗｄｅｒｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ”，Ｐｒｏｃ．１０^th Ｉｎｔ．Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｒａｒｅ−ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｋｙｏｔｏ，ｐｐ．５５１−５６２（１９８９）］、１９９９年にはＨＤＤＲ−Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子から（ＢＨ）_max１９３ｋＪ／ｍ³の異方性ボンド磁石を作製した［Ｋ．Ｍｏｒｉｍｏｔｏ，Ｒ．Ｎａｋａｙａｍａ，Ｋ．Ｍｏｒｉ，Ｋ．Ｉｇａｒａｓｈｉ，Ｙ．Ｉｓｈｉｉ，Ｍ．Ｉｔａｋｕｒａ，Ｎ．Ｋｕｗａｎｏ，Ｋ．Ｏｋｉ，”Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ−ｂａｓｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｏｗｄｅｒ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｒｅｍａｎｅｎｃｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＨＤＤＲ ｐｒｏｃｅｓｓ”，ＩＥＥＥ．Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．３５，ｐｐ．３２５３−３２５５（１９９９）］（非特許文献１６、１７参照）。

２００１年には、ＭｉｓｈｉｍａらによってＣｏ−ｆｒｅｅのｄ−ＨＤＤＲ Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子が報告され［Ｃ．Ｍｉｓｈｉｍａ，Ｎ．Ｈａｍａｄａ，Ｈ．Ｍｉｔａｒａｉ，ａｎｄ Ｙ．Ｈｏｎｋｕｒａ，”Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｃｏ−ｆｒｅｅ ＮｄＦｅＢ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｍａｇｎｅｔ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｄ−ＨＤＤＲ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｐｏｗｄｅｒ”，ＩＥＥＥ．Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．３７，ｐｐ．２４６７−２４７０（２００１）］、Ｎ．Ｈａｍａｄａらは（ＢＨ）_max３５８ｋＪ／ｍ³の同ｄ−ＨＤＤＲ異方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子を１５０℃、２．５Ｔの配向磁界中、０．９ＧＰａで圧縮し、密度６．５１Ｍｇ／ｍ³、（ＢＨ）_max２１３ｋＪ／ｍ³の立方体（７ｍｍ×７ｍｍ×７ｍｍ）異方性ボンド磁石を作製している［Ｎ．Ｈａｍａｄａ，Ｃ．Ｍｉｓｈｉｍａ，Ｈ．Ｍｉｔａｒａｉ ａｎｄ Ｙ．Ｈｏｎｋｕｒａ，”Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｂｏｎｄｅｄ ｍａｇｎｅｔ ｗｉｔ
ｈ ２７ＭＧＯｅ”ＩＥＥＥ．Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．３９，ｐｐ．２９５３−２９５６（２００３）］（非特許文献１８、１９参照）。しかし、立方体磁石は、一般の永久磁石型モータには適合しない。例えば、肉厚１ｍｍ程度の環状、或いは円弧状の磁気異方性磁石として永久磁石型モータへの形状対応力を高める必要がある。

一方、２００１年、ＲＤ（Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ＆Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）−Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃微粉末を用いた（ＢＨ）_max〜１１９ｋＪ／ｍ³の射出成形ボンド磁石が報告された［川本淳，白石佳代，石坂和俊，保田晋一，”１５ＭＧＯｅ級ＳｍＦｅＮ射出成形コンパウンド”，電気学会マグネティックス研究会，（２００１）ＭＡＧ−０１−１７３］。２００２年、Ｏｈｍｏｒｉにより（ＢＨ）_max３２３ｋＪ／ｍ³の耐候性付与ＲＤ−Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃微粉末を使用した（ＢＨ）_max１３６ｋＪ／ｍ³の射出成形異方性希土類ボンド磁石も報告された［Ｋ．Ｏｈｍｏｒｉ，”Ｎｅｗ ｅｒａ ｏｆ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｂｏｎｄｅｄ ＳｍＦｅＮ ｍａｇｎｅｔｓ”，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔ ２００２，Ｃｈｉｃａｇｏ（２００２）］（非特許文献２０、２１参照）。このような射出成形ラジアル異方性による（ＢＨ）_max８０ｋＪ／ｍ³の異方性Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃ボンド磁石を応用した表面磁石（ＳＰＭ）ロータを用いることで、フェライト焼結磁石モータに対して高効率化を実現した報告もある［松岡篤，山崎東吾，川口仁，”送風機用ブラシレスＤＣモータの高性能化検討”，電気学会回転機研究会，（２００１）ＲＭ−０１−１６１］（非特許文献２２参照）。

しかし、ラジアル配向磁界は成形型リングキャビティが小口径化（或いは、長尺化）すると、起磁力の多くが漏洩磁束として消費されるため配向磁界が減少する。したがって、配向度の低下に伴って、ボンド磁石や焼結磁石に拘らず小口径化に伴って（ＢＨ）_maxが減少する［例えば、清水元治，平井伸之，”Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結型異方性リング磁石”，日立金属技報，Ｖｏｌ．６，ｐｐ．３３−３６（１９９０）］（非特許文献２３参照）。また、均質なラジアル磁界の発生は困難で等方性ボンド磁石に比べて生産性が低い課題もある。

ところで、仮に半径方向の磁気特性が形状に依存せず、均質配向が可能で、且つ高い生産性が実現できれば永久磁石型モータの高性能化に有用な高（ＢＨ）_max磁気異方性磁石の普及が期待される。そこで、本発明者らは、結合剤と磁石粉末とのコンパウンドを圧縮成形し、結合剤の自己組織化により形成した架橋間巨大分子を機械的に延伸し、面垂直磁気異方性薄板ボンド磁石全体の可撓性を制御し、その可撓性を利用して、磁気異方性の方向を垂直方向からラジアル方向に転換するラジアル磁気異方性磁石の作製技術、並びにその磁気特性を開示した［Ｆ．Ｙａｍａｓｈｉｔａ，Ｓ．Ｔｓｕｔｓｕｍｉ，Ｈ．Ｆｕｋｕｎａｇａ，”Ｒａｄｉａｌｌｙ Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｒｉｎｇ− ｏｒ Ａｒｃ−Ｓｈａｐｅｄ Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔｓ Ｕｓｉｎｇ Ｓｅｌｆ−Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．４ ｐｐ．２０５９−２０６４（２００４）］（非特許文献２４参照）。これにより、小口径化（或いは、長尺化）してもラジアル方向の磁気特性が、殆ど低下しないラジアル磁気異方性磁石が製造できるようになった。
特開昭６２−１９６０５７号公報 Ｒ．Ｗ．Ｌｅｅ，Ｅ．Ｇ．Ｂｒｅｗｅｒ，Ｎ．Ａ．Ｓｃｈａｆｆｅｌ，"Ｈｏｔ−ｐｒｅｓｓｅｄ Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ−Ｉｒｏｎ−Ｂｏｒｏｎ ｍａｇｎｅｔｓ"ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．２１，１９５８（１９８５） Ｔ．Ｓｈｉｍｏｄａ，"Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ ｍａｇｎｅｔ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ ｒａｐｉｄ−ｑｕｅｎｃｈｅｄ ｐｏｗｄｅｒ"，ＰＥＲＭＡＮＥＮＴ ＭＡＧＮＥＴＳ １９８８ ＵＰＤＡＴＥ"，Ｗｈｅｅｌｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅ ＩＮＣ（１９８８） Ｗ．Ｂａｒａｎ"Ｃａｓｅ ｈｉｓｔｏｒｉｅｓ ｏｆ ＮｄＦｅＢ ｉｎ ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ"，Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｕｔｌｏｏｋ ｆｏｒ ＮｄＦｅＢ Ｍａｇｎｅｔｓ，Ｎｏｖ．（１９８９） 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 １１th Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＵＳＡ，ｐｐ．５８３−５９５（１９９０） Ｋａｓａｉ"ＭＱ１，２＆３ｍａｇｎｅｔｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｍｏｔｏｒｓ ａｎｄ ａｃｔｕａｔｏｒｓ"，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔｓ’９２，Ｅｍｂａｓｓｙ Ｓｕｉｔｅ Ｏ’Ｈａｒｅ−Ｒｏｓｅｍｏｎｔ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ，ＵＳＡ，（１９９２） 入山恭彦，"高性能希土類ボンド磁石の開発動向"，文部科学省イノベーション創出事業／希土類資源の有効利用と先端材料シンポジウム，東京，ｐｐ．１９−２６（２００２） Ｂ．Ｈ．Ｒａｂｉｎ，Ｂ．Ｍ．Ｍａ，"Ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ ｐｏｗｄｅｒ"，１２０th Ｔｏｐｉｃａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ，ｐｐ．２３−２８（２００１） Ｂ．Ｍ．Ｍａ，"Ｒｅｃｅｎｔ ｐｏｗｄｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｔ ｍａｇｎｅｑｕｅｎｃｈ"，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔｓ ２００２，Ｃｈｉｃａｇｏ（２００２） Ｓ．Ｈｉｒａｓａｗａ，Ｈ．Ｋａｎｅｋｉｙｏ，Ｔ．Ｍｉｙｏｓｈｉ，Ｋ．Ｍｕｒａｋａｍｉ，Ｙ．Ｓｈｉｇｅｍｏｔｏ，Ｔ．Ｎｉｓｈｉｕｃｈｉ，"Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ／ＦｅｘＢ−ｔｙｐｅ ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｓｔｒｉｐ ｃａｓｔｉｎｇ"，９thＪｏｉｎｔ ＭＭＭ／ＩＮＴＥＲＭＡＧ，ＣＡ（２００４）ＦＧ−０５ Ｈ．Ａ．Ｄａｖｉｅｓ，Ｊ．Ｉ．Ｂｅｔａｎｃｏｕｒｔ，Ｃ．Ｌ．Ｈａｒｌａｎｄ，"Ｎａｎｏｐｈａｓｅ Ｐｒ ａｎｄ Ｎｄ／Ｐｒ ｂａｓｅｄ ｒａｒｅ−ｅａｒｔｈ−ｉｒｏｎ− ｂｏｒｏｎ ａｌｌｏｙｓ"，Ｐｒｏｃ． ｏｆ １６th Ｉｎｔ．Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｓｅｎｄａｉ，ｐｐ．４８５−４９５（２０００） 山下文敏，"希土類磁石の電子機器への応用と展望"，文部科学省イノベ−ション創出事業／希土類資源の有効利用と先端材料シンポジウム，東京，（２００２） 徳永雅亮，"希土類ボンド磁石の磁気特性"，粉体および粉末冶金，Ｖｏｌ．３５，ｐｐ．３−７，（１９８８） Ｈ．Ｓａｋａｍｏｔｏ，Ｍ．Ｆｕｊｉｋｕｒａ ａｎｄ Ｔ．Ｍｕｋａｉ，"Ｆｕｌｌｙ−ｄｅｎｓｅ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ ｍａｇｎｅｔｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｆｒｏｍ ｈｏｔ−ｒｏｌｌｅｄ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｐｏｗｄｅｒｓ"，Ｐｒｏｃ．１１th Ｉｎｔ．Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｒａｒｅ−ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇ，ｐｐ．７２−８４（１９９０） Ｍ．Ｄｏｓｅｒ，Ｖ．Ｐａｎｃｈａｎａｃｔｈａｎ，ａｎｄ Ｒ．Ｋ．Ｍｉｓｈｒａ，"Ｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｒａｐｉｄｌｙ ｓｏｌｉｄｉｆｉｅｄ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｂｏｎｄｅｄ ｍａｇｎｅｔｓ"，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．７０，ｐｐ．６６０３−６８０５（１９９１） Ｔ．Ｉｒｉｙａｍａ，"Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｂｏｎｄｅｄ ＮｄＦｅＢ ｍａｇｎｅｔｓ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ ｈｏｔ−ｕｐｓｅｔ ｐｏｗｄｅｒｓ"，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔ ２００２， Ｃｈｉｃａｇｏ（２００２） Ｔ．Ｔａｋｅｓｈｉｔａ，ａｎｄ Ｒ．Ｎａｋａｙａｍａ，"Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ ｍａｇｎｅｔ ｐｏｗｄｅｒｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ"，Ｐｒｏｃ．１０th Ｉｎｔ．Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｒａｒｅ−ｅａｒｔｈ Ｍａｇｎｅｔｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｋｙｏｔｏ，ｐｐ．５５１−５６２（１９８９） Ｋ．Ｍｏｒｉｍｏｔｏ，Ｒ．Ｎａｋａｙａｍａ，Ｋ．Ｍｏｒｉ，Ｋ．Ｉｇａｒａｓｈｉ，Ｙ．Ｉｓｈｉｉ，Ｍ．Ｉｔａｋｕｒａ，Ｎ．Ｋｕｗａｎｏ，Ｋ．Ｏｋｉ，"Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ−ｂａｓｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｏｗｄｅｒ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｒｅｍａｎｅｎｃｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＨＤＤＲ ｐｒｏｃｅｓｓ"，ＩＥＥＥ．Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．３５，ｐｐ．３２５３−３２５５（１９９９） Ｃ．Ｍｉｓｈｉｍａ，Ｎ．Ｈａｍａｄａ，Ｈ．Ｍｉｔａｒａｉ，ａｎｄ Ｙ．Ｈｏｎｋｕｒａ，"Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｃｏ−ｆｒｅｅ ＮｄＦｅＢ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｍａｇｎｅｔ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｄ−ＨＤＤＲ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｐｏｗｄｅｒ"，ＩＥＥＥ．Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．３７，ｐｐ．２４６７−２４７０（２００１） Ｎ．Ｈａｍａｄａ，Ｃ．Ｍｉｓｈｉｍａ，Ｈ．Ｍｉｔａｒａｉ ａｎｄ Ｙ．Ｈｏｎｋｕｒａ，"Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｂｏｎｄｅｄ ｍａｇｎｅｔ ｗｉｔｈ ２７ＭＧＯｅ"ＩＥＥＥ．Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．３９，ｐｐ．２９５３−２９５６（２００３） 川本淳，白石佳代，石坂和俊，保田晋一，"１５ＭＧＯｅ級ＳｍＦｅＮ射出成形コンパウンド"，電気学会マグネティックス研究会，（２００１）ＭＡＧ−０１−１７３ Ｋ．Ｏｈｍｏｒｉ，"Ｎｅｗ ｅｒａ ｏｆ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｂｏｎｄｅｄ ＳｍＦｅＮ ｍａｇｎｅｔｓ"，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔ ２００２，Ｃｈｉｃａｇｏ（２００２） 松岡篤，山崎東吾，川口仁，"送風機用ブラシレスＤＣモータの高性能化検討"，電気学会回転機研究会，（２００１）ＲＭ−０１−１６１ 清水元治，平井伸之，"Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結型異方性リング磁石"，日立金属技報，Ｖｏｌ．６，ｐｐ．３３−３６（１９９０） Ｆ．Ｙａｍａｓｈｉｔａ，Ｓ．Ｔｓｕｔｓｕｍｉ，Ｈ．Ｆｕｋｕｎａｇａ，"Ｒａｄｉａｌｌｙ Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｒｉｎｇ− ｏｒ Ａｒｃ−Ｓｈａｐｅｄ Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ Ｂｏｎｄｅｄ Ｍａｇｎｅｔｓ Ｕｓｉｎｇ Ｓｅｌｆ−Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ"，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．４ ｐｐ．２０５９−２０６４（２００４）

例えば、自己組織化した結合剤を含む（ＢＨ）_max＝１６２ｋＪ／ｍ³、厚さ０．９７ｍｍの薄板状の異方性希土類ボンド磁石を非等方的に延伸し、内半径３．５５ｍｍ、外半径３．６５ｍｍ、最大肉厚０．８８ｍｍ、長さ１０ｍｍの円弧状とする。この磁石を４ＭＡ／ｍのパルス磁界で磁化したときの磁束は（ＢＨ）_max７２ｋＪ／ｍ³の等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂボンド磁石の磁束量に対して１．５３倍となり、永久磁石型モータの起動トルクを１．４倍以上高める。しかしながら、モータの回転に伴うトルク脈動も１５倍以上に増大す
る欠点がある。

仮に、磁石形状と鉄心を含む磁気回路の構成が同じであれば、鉄心と磁石との空隙磁束密度は概ね磁石の（ＢＨ）_maxの比の平方根に比例するから、等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂボンド磁石を使用した永久磁石型モータの高出力化、或いは、薄型軽量化が可能となる。しかしながら、反面、高（ＢＨ）_maxのラジアル磁気異方性磁石モータは多極着磁した磁極間で略１８０度の磁化反転が起こる。従って、鉄心と磁石との空隙磁束密度分布は矩形波状となる。

一方、本発明で比較対象とする等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂボンド磁石は多極着磁の際、多極着磁した環状磁石の各磁極中心に磁化が集中するような磁化パターンとなり、磁極間ではラジアル方向磁化ではなく、面内方向の磁化成分が増す。このため、鉄心と磁石との空隙磁束密度分布は擬似正弦波状となる。

上記のように、ラジアル磁気異方性磁石モータは等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂボンド磁石モータに比べて略１．４倍の高出力化や３０％程度の薄型軽量化が期待できるものの、強い静磁界と矩形波状の空隙磁束密度分布はモータの回転に伴うトルク脈動を必然的に増加させる。トルク脈動とは磁石と対向する鉄心外周表面に、電磁巻線を配置する固定子と組み合わせるモータの構造上、磁石との対向面の鉄心にはティ−スとスロットが必須となる。このため、モータの回転に伴ってパ−ミアンス係数Ｐｃが必然的に変化するためのトルク脈動である。

加えて、上記のような円弧状磁石では、１）磁石の内外周曲率半径を偏心させて磁極中心と磁極間とを不等肉厚とする。２）磁石の磁極間に相当する周方向両端面の角を落して不等肉厚とするなど、磁石の形状（パーミアンス）を変えることで鉄心と円弧状磁石の空隙磁束密度分布を正弦波状に近づけることが可能である。（例えば、中省吾「小型モータにおける永久磁石の応用」，小型モータ技術シンポジウム予稿集，ｐ７，昭５８年）。

しかしながら、環状磁石に多極着磁を施す場合には円弧状磁石のような研削加工などの手段で磁石形状（パーミアンス）を正確に変えることは困難な場合が多い。したがって、軸方向基準で鉄心、または磁石の磁極の何れかをスキューするのが普通である。しかし、鉄心、或いは磁石の軸方向距離が例えば約１ｍｍまで薄型化するとなると軸方向基準としたスキューが困難となる。すなわち、高（ＢＨ）_maxのラジアル磁気異方性磁石モータは出力的には薄型化が可能であるが、磁石の偏肉化や磁極スキューなど従来技術の組み合わせによって鉄心と磁石との空隙磁束密度を正弦波状に近づけることが実質的に困難となる。

本発明は磁極中心部分で発生する鉄心との空隙部分の静磁界の強さを保つことでモータの出力特性の低下を抑制しながら、鉄心と磁石との空隙磁束密度分布を正弦波状に近づけることにより、トルク脈動を低減し、低振動騒音、或いは位置制御精度の低下を抑制し得る環状多極異方性希土類ボンド磁石モータの提供を目的とする。とくに、出力特性を維持しつつ薄型化が望まれる各種記録媒体のスピンドルモータのように、磁石の偏肉化や磁極のスキュー付与など従来技術の組み合わせでは困難なものであっても、鉄心と磁石との空隙磁束密度を正弦波状に近づけることができる。

本発明は垂直磁気異方性薄板圧粉体の結合剤成分を自己組織化して架橋間巨大分子を生成せしめる際、面に垂直方向、並びに面内方向の配向磁界中で架橋、冷却固化して薄板磁石とする工程、生成した架橋間巨大分子を機械延伸する工程とを必須とした自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータの製造方法である。

とくに、垂直磁気異方性薄板圧粉体を熱し、結合剤成分を架橋反応によって自己組織化し、架橋間巨大分子を含む自己組織化薄板希土類ボンド磁石とする際、磁極中心部分の垂直磁気異方性を保ちつつ、磁極間中心部分を起点として面内異方性成分を形成し、磁極方向に垂直磁気異方性成分と面内異方性成分、並びにそれらの中間成分とから成るように加熱し、配向磁界中で自己組織化する。ここで、好ましくは、磁極中心部分の最大エネルギー積（ＢＨ）_maxは１４０ｋＪ／ｍ³以上とする。

本発明は上記結合剤成分としてオリゴマー、ポリマー、並びにケミカルコンタクトを必須成分とするものであり、好適な具体的製造方法としてはエポキシオリゴマーで被覆した平均粒子径１〜５μｍのＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_x（ｘ≒３）微粉末、並びに平均粒子径５０〜１５０μｍのＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子をポリアミドと溶融混練、冷却固化、粗粉砕したグラニュールに平均粒子径１０μｍ以下のイミダゾール誘導体を混合したコンパウンドを作製し、前記コンパウンドの結合剤成分を成形型キャビティ中で加熱溶融し、好ましくは１ＭＡ／ｍ以上の磁界中、５０ＭＰａ以下で圧縮成形して厚さ１．３５ｍｍ以下の垂直磁気異方性薄板圧粉体とする。より好ましくは、１分子中１つの極性基（−ＯＨ），３つの無極性長鎖脂肪族炭化水素から成るペンタエリスリトールＣ１７トリエステルを加えてポリアミドと溶融混練して当該コンパウンドを流動改質し、滑りを伴う溶融流動下、１５〜５０ＭＰａで磁界中圧縮成形して垂直磁気異方性薄板圧粉体とする。

なお、上記垂直磁気異方性薄板圧粉体を自己組織化希土類ボンド磁石とする際の配向磁界発生源としては、希土類焼結磁石と炭素鋼やパーメンジュールのような磁極とを交互に規則的に組み合わせた構成が好ましい。

本発明は垂直磁気異方性薄板圧粉体の結合剤成分を自己組織化して架橋間巨大分子を生成せしめる際、面に垂直方向、並びに面内方向の配向磁界中で架橋、冷却固化して薄板磁石とする工程、並びに生成した架橋間巨大分子を機械延伸する工程とを必須とした自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータの製造方法である。とくに、架橋間巨大分子を含む自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石とする際、磁極中心部分が垂直磁気異方性を保ち、磁極間部分が垂直磁気異方性成分と面内異方性成分、並びにそれらの中間成分とから成るように加熱し、配向磁界中で自己組織化するもので、自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石の磁極中心部分の（ＢＨ）_maxを１４０ｋＪ／ｍ³以上とすると共に磁極間中心部分に面内配向成分を含ませることができる。これにより、高（ＢＨ）_maxで空隙磁束密度分布を正弦波状に近づけた自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータが製造でき、モータのトルク脈動を抑制し、モータの薄型化、小型化、高出力化、低振動騒音化、並びに位置制御性を向上できる。

先ず、本発明にかかる自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータに好適な磁石粉末について説明する。

本発明で言うＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_x（ｘ≒３）微粉末とは、例えば、特開平２−５７６６３号公報に記載される溶解鋳造法、特許第１７０２５４４１号や特開平９−１５７８０３号公報などに開示される還元拡散法より、Ｒ−Ｆｅ系合金、又はＲ−（Ｆｅ、Ｃｏ）系合金を製造し、これを窒化した後、微粉砕して得られる。微粉砕はジェットミル、振動ボールミル、回転ボールミルなど、公知の技術を適用でき、フィッシャー平均粒径で１．５μｍ以下、好ましくは１．２μｍ以下となるように微粉砕したものを言う。金属間化合物Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_xにおいてｘ≒３である理由は、微粉末の保磁力Ｈ_CJがｘ≒３で最大値を示すからである。なお、微粉末は、発火防止などハンドリング性を向上させるため、例えば特開
昭５２−５４９９８号公報、特開昭５９−１７０２０１号公報、特開昭６０−１２８２０２号公報、特開平３−２１１２０３号公報、特開昭４６−７１５３号公報、特開昭５６−５５５０３号公報、特開昭６１−１５４１１２号公報、特開平３−１２６８０１号公報等に開示されているような、湿式ないし乾式処理による除酸化皮膜を表面に形成したものが望ましい。また、特開平５−２３０５０１号公報、特開平５−２３４７２９号公報、特開平８−１４３９１３号公報、特開平７−２６８６３２号公報や、日本金属学会講演概要（１９９６年春期大会、Ｎｏ．４４６、ｐ１８４）等に開示されている金属皮膜を形成する方法や、特公平６−１７０１５号公報、特開平１−２３４５０２号公報、特開平４−２１７０２４号公報、特開平５−２１３６０１号公報、特開平７−３２６５０８号公報、特開平８−１５３６１３号公報、特開平８−１８３６０１号公報等による無機皮膜を形成する方法など１種以上の表面処理Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃微粉末であっても差し支えない。

一方、本発明で言うＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子とはＨＤＤＲ処理（水素分解／再結合）、すなわち、希土類−鉄系合金（Ｒ₂［Ｆｅ，Ｃｏ］₁₄Ｂ）相の水素化（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ，Ｒ₂［Ｆｅ，Ｃｏ］₁₄ＢＨｘ）、６５０〜１０００℃での相分解（Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＲＨ₂＋Ｆｅ＋Ｆｅ₂Ｂ）、脱水素（Ｄｅｓｏｒｐｓｉｏｎ）、再結合（Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）する、所謂ＨＤＤＲ処理などで作製した磁石粉末が好ましい。ここで必須元素Ｒは、１０原子％未満では結晶構造がα−Ｆｅと同一構造の立方晶組織となるため、高磁気特性、特に高保磁力Ｈ_CJが得られず、３０原子％を超えるとＲリッチな非磁性相が多くなり、飽和磁化Ｊｓが低下する。よって、Ｒは１０〜３０原子％の範囲が望ましい。加えて必須元素Ｂは、２原子％未満では菱面体構造が主相となり、高い保磁力Ｈ_CJは得られず、２８原子％を超えるとＢリッチな非磁性相が多くなり、飽和磁化Ｊｓが低下する。よって、Ｂは２〜２８原子％の範囲が望ましい。

上記Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子の必須元素Ｆｅは、６５原子％未満では飽和磁化Ｊｓが低下し、８０原子％を超えると高い保磁力Ｈ_CJが得られない。よって、Ｆｅは６５〜８０原子％が望ましい。また、Ｆｅの一部をＣｏで置換することは、磁石粉末の磁気特性を損なうことなく、キュリー温度Ｔｃの上昇によって実使用温度範囲の残留磁化Ｊｒの温度係数を改善できる。しかしながら、ＣｏのＦｅ置換量が２０原子％を超えると飽和磁化Ｊｓが減少する。すなわち、Ｃｏ置換量が５〜１５原子％の範囲では、残留磁化Ｊｒが一般に増加するため、高（ＢＨ）_maxを得るには好ましい。

他方では、Ｒ、Ｂ、Ｆｅのほか、工業的生産上不可避な不純物の存在は許容できる。例えば、Ｂの一部を４重量％以下のＣ、或いはＰ、Ｓ、Ｃｕの中、少なくとも１種、合計量で２重量％以下の存在は一般的な許容範囲である。

更に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｈｆのうち少なくとも１種は、当該粉末の保磁力Ｈ_CJ、減磁曲線の角型性Ｈｋ／Ｈ_CJなどの改善のために適宜添加することができる。また、組成の１０原子％〜３０原子％を占める希土類元素Ｒは、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｂの中、少なくとも１種、或いは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｙの中、少なくとも１種を含む。通常Ｒのうち１種をもって足りるが、実用上は２種以上の混合物（ミッシュメタル、シジム等）を使用することもできる。なお、このＲは工業上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物を含有できる。

次に、本発明において上記Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子をＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃微粉末と併用する理由を以下に説明する。

上記Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子は５００ｎｍ以下のＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ結晶が集合した所謂多結晶集合型粒子であり、その平均粒子径は５０〜１５０μｍ程である。このようなＮｄ₂Ｆｅ₁₄
Ｂ粒子の併用には本発明にかかる磁石の磁石粉末体積分率を高めることができ、結果として磁石の高（ＢＨ）_max化が図れる。

他方では、成形加工の際、Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子が直接接触しながら緻密化する。すると当該粒子の破砕、或いは亀裂発生による新生面の生成、更には摩擦による表面損傷などが不可避となる。Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子は一般に粒界相は存在しないため、新生面に位置する結晶が酸化され、磁石粒子の減磁曲線の角型性（Ｈｋ／Ｈ_CJ）を劣化させ、初期減磁率の増大を引き起こす。このような課題に対処するためには成形加工の際、Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子が直接接触しながら緻密化するのを防ぐためにＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃微粉末でＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子を隔離するのである。

加えて、結合剤成分の溶融下、１ＭＡ／ｍ以上の磁界中、５０ＭＰａ以下で圧縮成形するなど、低圧成形加工を好適とする理由の一つも成形加工でのＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子の磁性劣化を抑制するためである。

次に、本発明にかかる垂直磁気異方性薄板圧粉体について説明する。

初めに、例えばＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃微粉末３８．２０重量部、Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子５７．４４重量部にオリゴマーＡを１重量部表面被覆し、次いで１２０〜１３０℃でポリマーＢと溶融混練し、室温に冷却して粗粉砕し、ケミカルコンタクトＣを０．２８重量部混合したコンパウンドを作製する。更に、低圧成形加工が可能となるように、例えば１６０℃に加熱した成形型キャビティに充填し、１．５ＭＡ／ｍ以上の平行磁界中、５０ ＭＰａ以下で圧縮成形し、垂直磁気異方性薄板圧粉体２を作製する。この際、磁石粉末の体積分率を７７ｖｏｌ．％以上、空隙量２％以下、厚さ１．３５ｍｍ以下が好ましい。磁石体積分率は磁石の（ＢＨ）_maxの向上に効果があり、１４０〜１６０ｋＪ／ｍ³が容易に得られる。また、空隙量は圧粉体を加熱して結合剤成分を自己組織化する際、得られた磁石の（ＢＨ）_maxと減磁曲線の角型性（Ｈｋ／Ｈ_CJ）低下の抑制に効果があり、厚さの上限は機械的延伸による配向変化の抑制に効果的だからである。

次に、本発明にかかる垂直磁気異方性薄板圧粉体の結合剤成分を再軟化／溶融し、自己組織化して架橋間巨大分子を生成せしめる際、面に垂直方向、並びに面内方向への配向磁界中で架橋／冷却固化して自己組織化異方性薄板希土類ボンド磁石とする製造方法について図面を用いて説明する。

図１は本発明にかかる配向磁界発生源の一例を示す構成図である。本発明では少なくとも図のように希土類焼結磁石と磁極とを交互に規則的に組み合わせた構成の配向磁界発生源１を垂直磁気異方性薄板圧粉体２の少なくとも片面に押当て、例えば、１５０℃で２０ｍｉｎ程度の熱処理によって結合剤成分を自己組織化し、架橋間巨大分子Ｄを含む厚さ１．３５ｍｍ以下の垂直磁気異方性薄板磁石３を作製する。ただし、図中１−１は配向磁界発生源１の希土類焼結磁石、１−２は磁極、２は垂直磁気異方性薄板圧粉体であり、希土類焼結磁石１−１のＭ矢印の方向は希土類焼結磁石１−１の磁化方向、Ｌ、Ｗ、Ｈはそれぞれ磁界発生源１の長さ、幅、高さを示し、Ｏは配向磁界発生源１の中心、Ｇａｐは配向磁界発生源１と垂直磁気異方性薄板圧粉体２との距離、Ｈｙ、Ｈｘ、Ｈｚはそれぞれ矢印方向成分の磁界である。図から明らかなように、磁極１−２の両側に配置した希土類焼結磁石１−１の磁化方向は互いに反発しており、磁極１−２を介して垂直磁気異方性薄板圧粉体２へ磁界Ｈｙ、Ｈｘが作用する。

ここで、好ましい希土類焼結磁石１−１としては不可逆減磁などの熱安定性と配向磁界を大きくする必要から保磁力Ｈ_CJが２ＭＡ／ｍ以上のＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ焼結磁石［例えば、森本仁、金子裕治、”高耐熱ＮＥＯＭＡＸ−ＥＨシリーズの開発”住友特殊金属技法、ｖ
ｏｌ．１２，ｐｐ．８９−９２（１９９７）］が好ましい。また、配向磁界発生源１と垂直磁気異方性薄板圧粉体２を直接接触させず、非磁性部材で隔離しても差し支えない。

例えば、永久磁石として６．９ｍｍＬ×２５ｍｍＷ×２５ｍｍＨ、２０℃における残留磁化Ｊｒ＝１．１５Ｔ、保磁力ＨＣＪ＝２．５ＭＡ／ｍ、（ＢＨ）ｍａｘ＝２５５ｋＪ／ｍ³のＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ焼結磁石、磁極として１．７ｍｍＬ×２５ｍｍＷ×２５ｍｍＨの炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）を使用した配向磁界発生源では２０℃において図２に示す静磁界分布となる。ただし、図１におい配向磁界発生源１と垂直磁気異方性薄板圧粉体２は０．５ｍｍの距離で隔てられている。また、図２の横軸は図１の配向磁界発生源１の中心Ｏを基点としたｘ方向距離、ｙ軸はそれぞれ磁界Ｈｙ、Ｈｘを示している。図から明らかなように、各磁極の磁界Ｈｙの最大値は１．２Ｔを越え、磁極間では磁界Ｈｘが０．６Ｔ以上で分布している。なお、磁界Ｈｙ、Ｈｘが垂直磁気異方性薄板圧粉体２に作用する方向は図１を参照するとＨｙが垂直方向、Ｈｙが面内方向に相当する。したがって、垂直磁気異方性薄板圧粉体２を加熱して自己組織化した架橋間巨大分子を含む薄板磁石とする際、磁極中心部分は１．２Ｔの垂直配向磁界Ｈｙによって配向方向（垂直磁気異方性）を保った状態となり、磁極間部分は垂直配向磁界成分Ｈｙと面内配向磁界成分Ｈｘとが重畳し、磁極間の中心ではＨｙ成分が０、すなわちＨｘ成分のみとなる。

図３は垂直磁気異方性圧粉体２を本発明にかかる磁極中心部分の垂直磁気異方性を保ったまま、磁極間中心に相当する部分を起点として面内配向成分を付与した自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石の磁化方向の一例を示す概念図である。ただし、図中の矢印は磁化容易軸の向きを表している。図１に示した配向磁界発生源１の磁極間の中心Ｏに対応する部分を起点として垂直磁気異方性薄板圧粉体２に面内異方性成分が生じ、起点から離れるにしたがって垂直磁気異方性と面内異方性の中間成分となり、磁極中心部分では垂直磁気異方性を保った状態の自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石となる。

図３では配向磁界発生源１を押当てた側の磁極間の中心Ｏに対応する部分を起点として垂直磁気異方性薄板圧粉体２に面内異方性部分が生じ、磁極間の中心Ｏに対応する部分の反対側では垂直磁気異方性が保たれている状態を示している。

本発明では、このように必ずしも磁極間の中心Ｏに対応する部分の磁気異方性の向きを全て垂直方向から面内方向に転換する必要はなく、垂直磁気異方性が保たれた部分があっても差し支えない。これは、磁極数、磁極間距離、或いは磁極の磁化方向距離などのパラメータと同様に、本発明にかかる環状異方性希土類ボンド磁石モータの設計思想に委ねられる事項である。

次に、上記自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石における架橋間巨大分子の生成を図４の分子構造概念図を用いて説明する。ただし、図において、Ａは希土類磁石粉末固定成分としてのオリゴマーで、例えば、エポキシ当量２０５〜２２０ｇ／ｅｑ，融点７０−７６℃のノボラック型エポキシ。Ｂは架橋間巨大分子を形成するポリマーで、例えば、融点８０℃，分子量４０００〜１２０００のポリアミド。Ｃはケミカルコンタクトで、例えば、融点８０〜１００℃のイミダゾール誘導体である。また、ＤはＡ，Ｂ，Ｃの架橋反応により生成した架橋間巨大分子である。

例えば、上記圧粉体（厚さ１．１５ｍｍ×幅６ｍｍ×長さ６０ｍｍ）の２０℃での引張強度は約１．８ＭＰａであるが、２０ｍｉｎ熱処理したとき、加熱温度が１２０℃を越えるとケミカルコカタクトＣを中心にオリゴマーＡ，ポリマーＢ間で架橋反応が起こり、室温での引張強度が増加し始める。そして、１５０℃で９ＭＰａを越え、１６０−２００℃では約９．５ＭＰａで飽和する。このように、最適化した熱処理によって垂直磁気異方性薄板圧粉体２の引張強度は熱処理で５倍以上に達する。この例では、オリゴマーＡのエポ
キシ基とポリマーＢのアミノ活性水素（−ＮＨＣＯ−）の直接反応もあるが、主反応はケミカルコンタクトＣ（イミダゾール誘導体）のアミノ活性水素である。

上記架橋反応で結合剤は３次元網目構造となる。とくに、オリゴマーＡは，その極性と高い架橋密度でＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃微粉末やＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子を強固に接着固定する。一方、ポリマーＢは架橋間巨大分子Ｄを形成する。そして、この９ＭＰａを越える引張強度の水準と架橋間巨大分子Ｄの存在が本発明にかかる自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石全体の機械的な延伸が可能となるのである。

次に、本発明にかかる図３のような磁化分布をもつ自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石の架橋間巨大分子Ｄの機械的延伸について説明する。

本発明にかかる自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石を均等な機械的延伸を行うには、脱磁した当該磁石を圧延する。しかしながら、薄板磁石の厚さ方向に不均等な機械的延伸をスタンピングなどの手段で行うこともできる。前者の均等圧延は圧延方向に全体に生じる可撓性を利用して積層電磁鋼板、或いは磁性フレームなどに巻き付けて固定し、リング状多極磁石としてモータとする。後者の不均等な機械的延伸は磁石を環状に曲げたのち、積層電磁鋼板、或いは磁性フレームに例えば接着固定し、アークセグメント状磁石としてモータとすることができる。

なお、上記自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石の厚さは略１．３５ｍｍ以下、相対密度９８％以上が好ましい。厚さが１．３５ｍｍ以上であると機械的延伸の際に配向の乱れによる垂直方向の（ＢＨ）_maxの低下が大きい。また、磁石の相対密度が低下すると架橋間巨大分子Ｄを形成する際、大気中で熱すると空隙量に応じてＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子の永久劣化分に相当する（ＢＨ）_maxの低下が大きくなる［三野、浅野、石垣、”異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系ボンド磁石の開発”，住友特殊金属技報、Ｖｏｌ．１２，（１９９７）］からである。

従来のラジアル磁気異方性磁石モータは磁極間で略１８０度の磁化反転が起こる。従って、磁極間での磁束密度変化が急峻となる矩形波状に近い空隙磁束密度分布となる。これに対して、本発明にかかる自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータは磁極間中心を起点として面内配向部分が生じ、磁極間の空隙磁束密度分布は正弦波状に近づけることができる。

以上のように、本発明は磁極中心部分で発生する鉄心との空隙部分の静磁界の強さを保つことでモータの出力特性の低下を抑制しながら、鉄心と磁石との空隙磁束密度分布を正弦波状に近づけることにより、トルク脈動を低減し、等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂボンド磁石モータに比べて、薄型化、小型化、高出力化が図れるとともに、当該モータの低振動騒音化、或いは位置制御精度が向上した自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータを提供することができる。

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明する。ただし、本発明は実施例に限定されるものではない。

１． 垂直磁気異方性薄板圧粉体の作製
Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃微粉末３８．２０重量部、Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子５７．４４重量部にオリゴマーＡを１重量部表面被覆し、１２０〜１３０℃でポリマーＢと溶融混練したのち、室温に冷却して粗粉砕し、ケミカルコンタクトＣを０．２８重量部混合したコンパウンドを１６０℃の成形型キャビティに充填し、１．５ＭＡ／ｍ以上の平行磁界中、５０ＭＰａで
圧縮成形し、厚さ１．３５ｍｍ以下、幅２５ｍｍ、長さ１６０ｍｍの垂直磁気異方性薄板圧粉体を作製した。ただし、Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子は合金組成Ｎｄ_12.3Ｄｙ_0.3Ｆｅ_64.7Ｃｏ_12.3Ｂ_6.0Ｇａ_0.6Ｚｒ_0.1のＨＤＤＲ処理粒子、オリゴマーＡはエポキシ当量２０５〜２２０ｇ／ｅｑ，融点７０−７６℃のポリグリシジルエ−テル−ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ、ポリマーＢは融点８０℃、酸価１０以下、アミン価２０以下、分子量４０００〜１２０００のポリアミド粉末、ケミカルコンタクトＣは平均粒子径３μｍ、融点８０−１００℃のイミダゾール誘導体である。

なお、１分子中１つの極性基（−ＯＨ），３つの無極性長鎖脂肪族炭化水素から成るペンタエリスリトールＣ１７トリエステルをポリアミド１００重量部に対し、１０重量部加えてポリアミドと溶融混練すると、１６０℃では顕著な流動改質が起こり、１５ＭＰａの低圧磁界中圧縮成形であっても密度５．７〜５．９Ｍｇ／ｍ³の薄板圧粉体が得られた。

上記、本発明にかかる垂直磁気異方性薄板圧粉体を５ｍｍ×５ｍｍに切取り、４ＭＡ／ｍのパルス着磁後の室温での垂直方向（ＢＨ）_maxをＶＳＭ（試料振動型磁力計）で測定し、圧粉体密度との関係を調べた結果をＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃／ポリアミド射出成形ボンド磁石との比較で図５に示す。

図から明らかなように、比較例のＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃／ポリアミド射出成形ボンド磁石の密度は５Ｍｇ／ｍ³を越えないが、本発明にかかる圧粉体は密度５．７〜５．９Ｍｇ／ｍ³となり、（ＢＨ）_maxは１４８〜１６１ｋＪ／ｍ³に達する。このように、Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃微粉末にＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子を加えると、前記粒子をＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃微粉末で隔離しながら低圧成形加工すると、図のように磁石粉末の体積分率が増加して高（ＢＨ）_max化が図れる。

なお、１分子中１つの極性基（−ＯＨ），３つの無極性長鎖脂肪族炭化水素から成るペンタエリスリトールＣ１７トリエステルをポリアミド１００重量部に対し、１０重量部加えてポリアミドと溶融混練し、滑りを伴う溶融流動条件下で、１５〜５０ＭＰａの低圧磁界中圧縮成形すると均質な密度分布の薄板圧粉体が得られる。

２．自己組織化と面内異方性の形成
前項で得た本発明にかかる垂直磁気異方性薄板圧粉体の自己組織化と磁極間中心部表面を起点とした面内異方性部分の形成は以下のように実施した。

図６のように厚さ１．０５ｍｍ、密度５．８２Ｍｇ／ｍ³、４ＭＡ／ｍパルス着磁後の垂直方向（ＢＨ）_maxが１５５ｋＪ／ｍ³の垂直磁気異方性薄板圧粉体２を厚さ５ｍｍのステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）３ａ上に置き、前記３ａを介して前記垂直磁気異方性薄板圧粉体２を１８０℃に加熱した。次いで、厚さ０．５ｍｍのステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）３ｂ、並びに配向磁界発生源１を介して２ＭＰａの圧力で前記垂直磁気異方性薄板圧粉体２を１５０ｓｅｃ圧縮した。ただし、図中Ｈｙ＋Ｈｘは配向磁界発生源１から垂直磁気異方性薄板圧粉体２へ加熱圧縮中に印加される静磁界を表し、その磁界成分Ｈｙ、Ｈｘの分布は図２のとおりである。また、配向磁界発生源１は貫通する水冷管１−３を介して温度上昇による静磁界の減少を抑えている。

以上の配向磁界発生源１を介した加熱圧縮処理によって垂直磁気異方性薄板圧粉体２は図３のように、磁極間中心部表面を起点とした面内異方性部分の形成が引き起こされると同時にオリゴマー、ポリマー、ケミカルコンタクト間の架橋反応による自己組織化が進行し、図４のような架橋間巨大分子が生成する。然る後、加熱圧縮を停止し、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）３ａ、３ｂと共に垂直磁気異方性薄板圧粉体２を室温まで冷却、脱磁した。その後、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）３ａ、３ｂから剥離して本発明にかかる
自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石を得た。

得られた自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石の密度は５．８５Ｍｇ／ｍ³と、もとの垂直磁気異方性薄板圧粉体２の密度と同等もしくは微増し、当該磁石の引張強度は９ＭＰａであった。更に、磁極中心部分を３ｍｍ×３ｍｍに切り出した試料の４ＭＡ／ｍパルス着磁後の垂直方向（ＢＨ）_maxは１５１ｋＪ／ｍ³であり、圧粉体の垂直方向（ＢＨ）_max１５５ｋＪ／ｍ³とほぼ同等の値であった。加えて、磁極間中心部分を３ｍｍ×３ｍｍに切り出した試料を４ＭＡ／ｍでパルス着磁したとき、垂直方向（ＢＨ）_maxは１１０ｋＪ／ｍ³であった。

以上のように磁極間中心部分の垂直方向（ＢＨ）_maxのみが低下した理由は磁極間中心部表面を起点とした面内配向部分の形成を裏付ける。ただし、３ｍｍ×３ｍｍに切り出した試料内の各磁石粉末の向きは一様でない。そこで、配向磁界発生源１表面からの距離に対する磁極間中心の面内配向磁界成分Ｂｘ、並びに配向度の関係を図７に示す。ここで、配向度は０．５が等方性、１．０が完全配向である。

図のように、面内配向磁界成分Ｂｘは距離の増加に反比例して低下する。しかしながら、図７において、本実施例の垂直磁気異方性薄板圧粉体２は距離０．５〜１．５５ｍｍの位置に相当する。したがって、その配向磁界は、配向磁界発生源１側表面で０．６５Ｔ、反対面で略０．５Ｔとなり、垂直磁気異方性薄板圧粉体２の磁極間中心の面内配向度は配向磁界発生源１側表面から反対面にかけて０．９〜０．８に分布すると推定できる。

上記、自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石を１２０℃で等速ロール圧延し、架橋間巨大分子を機械的に延伸した。厚さ１ｍｍ、圧延率４〜５％の磁石の磁極中心部分を３ｍｍ×３ｍｍに切り出した試料を４ＭＡ／ｍでパルス着磁したときの垂直方向（ＢＨ）_maxは１４８〜１５４ｋＪ／ｍ³で変化しない。

４．自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石とそのモータ
前項で得た厚さ１ｍｍ、磁極部分の垂直方向（ＢＨ）_max１５１ｋＪ／ｍ³の自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石は架橋間巨大分子の延伸方向に可撓性が発現する。したがって、延伸方向の可撓性を利用して積層電磁鋼板や磁性フレームに巻き付けることができる。巻き付けて固定すれば、本発明にかかる自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石となり、磁極部分の垂直方向（ＢＨ）_maxは方向転換してラジアル方向（ＢＨ）_maxとなる。

比較例としてＳＫＤ−１１を用いた圧縮成形型で１０００ＭＰａで圧縮した密度５．８５Ｍｇ／ｍ³、（ＢＨ）_max７２ｋＪ／ｍ³の等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂボンド磁石（比較例２）、（ＢＨ）_max９６ｋＪ／ｍ³のＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃／ポリアミド射出成形用ペレットを２５０μｍ以下のグラニュールとし、２４０℃に加熱後、成形型に充填し、８００ＭＰａで圧縮しながら１００℃以下まで冷却した密度４．８０Ｍｇ／ｍ³の極異方性Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃ボンド磁石（比較例３）、密度５．０Ｍｇ／ｍ³、（ＢＨ）_max３１ｋＪ／ｍ³の極異方性フェライト焼結磁石（比較例４）、密度２．６Ｍｇ／ｍ³、（ＢＨ）_max１７ｋＪ／ｍ³の極異方性フェライト射出成形ボンド磁石（比較例５）を用意した。ただし、比較例３，４，５は外径２３ｍｍ、肉厚２ｍｍまたは外径１８ｍｍ、肉厚１．５ｍｍで極間距離は３〜１１ｍｍの範囲である。

以上、本発明にかかる前項で得た厚さ１ｍｍ、磁極部分の垂直方向（ＢＨ）_maxは１５１ｋＪ／ｍ³の自己組織化薄板異方性希土類ボンド磁石、並びに比較例２，３，４，５の外周面を１０００μＦ、２０００Ｖ、１６ｋＡ（２ｔｕｒｎ／ｃｏｉｌ）で１４極パルス着磁した。その後、当該磁極面と反対面（ここでは内周面）に積層電磁鋼板を配置し、磁極面の表面磁束密度分布を測定した。

図８はパルス着磁後の表面磁束密度分布の最大値Ｂｓを、もとの磁石の（ＢＨ）_maxに対してプロットした特性図である。図から明らかなように、磁極間距離と磁石の肉厚とがほぼ同一条件下であれば、極異方性磁石の表面磁束密度の最大値Ｂｓは、概ね当該磁石が有する（ＢＨ）_maxに依存する。本発明例は希土類磁石粉末を高充填できる低圧圧縮成形によるラジアル方向異方性と面内異方性とを規則的に含む擬似的な極異方性磁石であるが、比較例２，３，４，５と同様な正弦波状に近い表面磁束密度分布が得られた。

更に、本発明例を比較例２（等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂボンド磁石）の表面磁束密度最大値Ｂｓと比較すると、略１．６２倍に達する。なお、この比は比較例５（極異方性フェライトボンド磁石）を基準とした比較例１（等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ系希土類ボンド磁石）の表面磁束密度最大値の増加比１．４１以上に相当する。加えて、本発明にかかる自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータはラジアル磁気異方性磁石モータの鉄心と磁石との空隙磁束密度分布を正弦波状に近づけることで、モータ回転に伴うトルク脈動を抑え、モータの低振動騒音化や停止位置精度の向上もできる。したがって、１９８０年代後半から１９９０年代に多極着磁した等方性Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ系希土類ボンド磁石モータがフェライト磁石モータに代り、当該モータの高性能化に大きく寄与することが期待される。

本発明は、ラジアル磁気異方性磁石モータの薄型化、小型化、高出力化、低振動騒音化、位置制御性の向上に有効である。

配向磁界発生源の一例を示す構成図 静磁界分布の推定図 面内異方性成分を付与した磁化方向の一例を示す概念図 架橋間巨大分子を含む自己組織化した分子構造の概念図 圧粉体密度と（ＢＨ）_maxの関係を示す特性図 自己組織化と面内異方性形成の構成図 面内配向磁界成分と配向度の推定図 （ＢＨ）_maxと表面磁束密度の関係を示す特性図

符号の説明

１ 配向磁界発生源
１−１ 配向磁界発生源１の希土類焼結磁石
１−２ 磁極
１−３ 水冷管
２ 垂直磁気異方性薄板圧粉体
３ 垂直磁気異方性薄板磁石
３ａ、３ｂ ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）
Ａ 希土類磁石粉末固定成分としてのオリゴマー
Ｂ 架橋間巨大分子を形成するポリマー
Ｂｘ 面内配向磁界成分
Ｂｓ パルス着磁後の表面磁束密度分布の最大値
Ｃ ケミカルコンタクト
Ｄ 架橋間巨大分子Ｄ

Claims (6)

1. 垂直磁気異方性薄板圧粉体の結合剤成分を熱により自己組織化して架橋間巨大分子を生成せしめる際、面に垂直方向、並びに面内方向への配向磁界中で架橋／冷却固化して薄板磁石とする工程、生成した架橋間巨大分子を機械的に延伸する工程とを必須とした自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータの製造方法。
2. 垂直磁気異方性薄板圧粉体を薄板磁石とする際、磁極中心部分が垂直磁気異方性、磁極間中心部分を起点として面内異方性成分、垂直磁気異方性成分と面内異方性成分、並びにそれらの中間方向成分とから成るように熱と磁界中で自己組織化し、当該磁極部分の最大エネルギー積（ＢＨ）_maxが１４０ｋＪ／ｍ³以上である請求項１記載の自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータの製造方法。
3. 垂直磁気異方性薄板圧粉体の結合剤成分がオリゴマー、ポリマー、並びにケミカルコンタクトを必須成分とする請求項１記載の自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータの製造方法。
4. 垂直磁気異方性薄板圧粉体がエポキシオリゴマーで被覆した平均粒子径１〜５μｍのＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_x（ｘ≒３）微粉末、並びに平均粒子径５０〜１５０μｍのＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ粒子をポリアミドと溶融混練、冷却固化、粗粉砕して得たグラニュールに平均粒子径１０μｍ以下のイミダゾール誘導体を添加した構成のコンパウンドの結合剤成分を溶融させ、１ＭＡ／ｍ以上の磁界中、５０ＭＰａ以下で圧縮成形した厚さ１．３５ｍｍ以下の圧粉体である請求項１，２記載の自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータの製造方法。
5. １分子中１つの極性基（−ＯＨ），３つの無極性長鎖脂肪族炭化水素から成るペンタエリスリトールＣ１７トリエステルを加えてポリアミドと溶融混練し、１５〜５０ＭＰａで磁界中圧縮成形した薄板圧粉体である請求項１，２，３記載の自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータの製造方法。
6. 配向磁界発生源が磁石と磁極とを交互に規則的に組み合わせた構成である請求項１記載の自己組織化環状異方性希土類ボンド磁石モータの製造方法。
   
   

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