JP4895099B2

JP4895099B2 - 研削装置及び研削方法

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Publication number: JP4895099B2
Application number: JP2006095774A
Authority: JP
Inventors: 和生佐藤; 謙次秋葉; 津哉藤戸; 晃司三竹
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: JP2007268638A

Description

本発明は、例えば希土類焼結磁石の輪郭加工等に用いられる研削装置及び研削方法に関するものであり、特に、被加工物を安定且つ精度良く研削加工することが可能な研削装置及び研削方法に関する。

モータをはじめとする各種電気部品の小型化の要求、及びこれに対応した磁石の特性向上の要求に伴い、高性能小型磁石の開発が求められている。このような中、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石等のＲ−Ｔ−Ｂ系（Ｒは、希土類元素の１種以上である。Ｔは、Ｆｅを必須とし、その他金属元素を含む。）焼結磁石は、磁気特性に優れていること、主成分であるＮｄが資源的に豊富で比較的安価であること等の利点を有することから、近年、その需要が益々拡大する傾向にある。

希土類焼結磁石の製造方法としては、粉末冶金法が知られており、低コストでの製造が可能なことから広く用いられている。粉末冶金法により希土類焼結磁石を製造するには、先ず、原料合金インゴットを粗粉砕及び微粉砕し、粒径が数μｍ程度の原料合金粉を得る。このようにして得られた原料合金粉を磁場中で配向させ、磁場中成形を行う。磁場中成形後、成形体を真空中、または不活性ガス雰囲気中で焼結及び時効を行う。さらに、機械加工や表面処理等の工程を行う。

前述の粉末冶金法による希土類焼結磁石の製造においては、磁場中成形により所望の形状（例えば、アーク形状やリング形状等）に成形し、熱処理（焼結及び時効）後に切断加工等を施して形状を整えるのが一般的である。しかしながら、前記高性能化の要求に伴い、アーク形状や複雑な輪郭形状を有する希土類焼結磁石においては、その研削の高精度化が要求されている。

これに対応するため、例えば特許文献１には、研削する磁石部材を一方向に案内する搬送路と、搬送路に複数の磁石部材を搬送方向に付勢して連続的に搬送路に送り出す搬送手段と、搬送路を挟んで配され、搬送される磁石部材の互いに反対側となる面をそれぞれ研削する一対の研削手段と、研削手段の下流において磁石部材をその搬送方向と逆方向に付勢する付勢手段を具備する磁石部材の加工装置が開示されている。特許文献１記載の加工装置では、先ず、断面が略扇形形状の磁石部材に基準面加工とＲ面荒加工を同時に施した後に、仕上げ加工を施すようにしている。
特開平１１−３４７９００号公報

ところで、特許文献１には、断面扇形形状の磁石体を加工する加工装置が開示されており、前述の通り、互いに反対側となる面をそれぞれ研削する一対の研削手段と、研削手段の下流において磁石を搬送する方向と逆方向に付勢する付勢手段を具備することを特徴としている。また、具体的な実施例として、連続処理を行うための構成として、テーブルから磁石部材が浮き上がらないようにガイド手段を設けることも開示されている。例えばアーク形状を有する磁石の加工において、円弧面のみを研削加工するような場合には、特許文献１記載の手法でもある程度対応可能である。

しかしながら、磁石形状が複雑化すると、研削精度等の点において、前記特許文献１記載の技術のみでは必ずしも満足し得る結果が得られない。例えば、円弧面だけでなく他の隣接する面も研削加工する場合、これら円弧面と隣接する面との相対位置精度（輪郭精度）が要求されるようになってきている。前記輪郭精度を確保するためには、円弧面に加えて前記隣接する他の面も同時に加工を施すことが必要になるが、このような加工の場合、前記特許文献１記載の加工方法では高い輪郭精度を得ることは難しい。砥石に磁石部材が送り込まれる際に、砥石直前で磁石部材をしっかりと押さえ付けていないからである。前記ガイド手段は、磁石部材の搬送ガイドの役割は果たしても、付勢手段としての機能は果たしていない。

本発明は、前述の従来の実情に鑑みて提案されたものであり、砥石と接触する直前に被加工物を位置ズレがないように安定且つ確実に支持することができ、複雑な形状であっても精度の高い研削加工が可能な研削装置及び研削方法を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明の研削装置は、希土類焼結磁石を被加工物として搬送する搬送機構と、前記搬送機構によって搬送される被加工物を研削加工する砥石とを備え、前記砥石の近傍に前記被加工物を押圧支持する付勢手段を備え、前記付勢手段の先端は前記砥石の最外径と最内径の間に位置するとともに、前記砥石の鉛直方向の中心線から前記付勢手段の先端までの距離が被加工物の搬送方向における長さの６０％以下であり、当該先端近傍のみが搬送される被加工物と接触して被加工物を１ｋｇｆ〜３０ｋｇｆなる押圧力で押圧支持することを特徴とする。

また、本発明の研削方法は、搬送機構によって搬送される希土類焼結磁石を被加工物として砥石より研削加工するに際し、砥石の最外径と最内径の間の位置であり前記砥石の鉛直方向の中心線から前記付勢手段の先端までの距離が被加工物の搬送方向における長さの６０％以下である位置において前記被加工物を付勢手段の先端近傍のみによって１ｋｇｆ〜３０ｋｇｆなる押圧力で押圧支持することを特徴とする。

例えば特許文献１には、砥石の近くにガイド手段を配置して研削加工を行うことが開示されているが、前記ガイド手段は被加工物（磁石部材）の浮き上がりを防止するためのものであり、積極的に被加工物を押圧支持するものではない。また、設置位置も砥石近くではあるが、被加工物の砥石との接触位置からは離れている。

これに対し、本発明の付勢手段は、被加工物を押圧支持し、搬送する方向以外には動かないように固定するものである。また、その設置位置も、先端が砥石の最外径と最内径の間に入り込むように、砥石に極めて近い位置とされている。したがって、被加工物は砥石の直前位置で前記付勢手段によって搬送する方向以外には動かないように固定された状態で砥石へと進入する。したがって、砥石と被加工物の相対位置精度が確保され、例えば複雑な形状の加工を行う際にも輪郭精度が確保される。

本発明によれば、付勢手段によって砥石と接触する直前に被加工物を位置ズレがないように安定且つ確実に支持することができ、複雑な形状であっても精度の高い研削加工が可能である。

以下、本発明を適用した研削装置及び研削方法について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態の研削装置は、希土類焼結磁石を被加工物とし、これをアーク形状に研削加工するものである。したがって、本実施形態の研削装置では、被加工物１に対し、図１（ａ）に示すように内側円弧面（以下、内Ｒ面と称する。）１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃを研削加工した後、図１（ｂ）に示すように外側円弧面（以下、外Ｒ面と称する。）１ｄを研削加工する。前記内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃの研削加工を第１の研削加工、前記外Ｒ面１ｄの研削加工を第２の研削加工とすると、これら第１の研削加工と第２の研削加工とは一連の工程として連続的に行われる。なお、内R面１ａと外R面１ｄを研削加工する順番については、適宜選択することが可能である。

図２は、第１の研削加工と第２の研削加工を連続して行う研削装置の概略構成を示すものである。この研削装置は、大別して第１エリアと第２エリアに分けることができ、第１エリアにおいて第１の研削加工（内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃの研削加工）を行い、第２エリアにおいて第２の研削加工（外Ｒ面１ｄの研削加工）を行う。

ここで、第１エリアは、第１の搬送レール（搬送機構に相当）１１とその中途位置に設けられた第１の研削砥石１２、及び前記第１の研削砥石１２と対向して配置される支持治具１３とから構成されている。前記第１の搬送レール１１は、直方体形状の被加工物１を搬送するものであり、図３（ａ）に示すように、矩形のガイド溝１１ａが形成されている。第１の研削砥石１２は、研削対象物１の内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃの研削加工を行う総型砥石であり、搬送レール１１に設けた開口部（図示は省略する。）から被加工物１の下面に対して研削加工を行う。

第２エリアは、第２の搬送レール（搬送機構に相当）２１と第２の研削砥石２２とから構成されており、被加工物１の上面に対して外Ｒ面１ｄの研削加工を行う。第２の搬送レール２１は、前記第１の研削加工によって内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃが形成された被加工物１を支持し搬送するものであり、図３（ｂ）に示すように、前記傾斜面１ｂ、１ｃに対応した傾斜面２１ａ、２１ｂを有する。また、前記搬送レール２１の中央部分（傾斜面２１ａ、２１ｂ間の領域）には、被加工物１の裏面側を支持する補助レール部２１ｃが形成されている。この補助レール部２１ｃは、第２の研削砥石２２による研削加工の際に、被加工物１の裏面側を支持するものである。

以上が本実施形態の研削装置の概略構成であるが、本発明においては、前記第１エリア及び第２エリアにおいて、図４あるいは図５に示すように、研削砥石１２、２２の近傍に被加工物１を押圧支持する付勢手段３１を設置していることが大きな特徴である。以下、この付勢手段３１について説明する。

前記付勢手段３１は、被加工物１が研削砥石１２，２２と接触する際に、その衝撃により跳ね飛ばされたり位置ズレを起こすことのないように設置されるものである。例えば第１エリアにおいては、搬送レール１１の下方に研削砥石１２が配置され、被加工物１の下面側に対して研削加工が行われる。このとき、被加工物１は固定された支持部材１３によって上面が支持されているが、それだけでは被加工物１が研削砥石１２と接触した際の衝撃により位置ズレを起こす可能性がある。そこで、図４に示すように、研削砥石１２の少なくとも被加工物１の進入側に前記付勢手段３１を設置し、前記被加工物１を下方から前記支持部材１３側に押圧支持し、研削砥石１２に進入する際に不用意に位置ズレを起こすことがないようにする。なお、前記付勢手段３１は、前記研削砥石１２の被加工物１の少なくとも進入側に設置すればよいが、本実施形態においては、研削砥石１２の被加工物１排出側にも設置している。

第２エリアにおいては、搬送レール２１の上方に研削砥石２２が配置され、被加工物１の上面側に対して研削加工が行われる。この時、被加工物１は搬送レール２１によって下面が支持された形になるが、それだけでは被加工物１が研削砥石２２と接触した際の衝撃により位置ズレを起こす可能性がある。そこで、図５に示すように、研削砥石１２の少なくとも被加工物１の進入側に前記付勢手段３１を設置し、前記被加工物１を上方から前記搬送レール２１側に押圧支持し、研削砥石２２に進入する際に不用意に位置ズレを起こすことがないようにする。なお、第２エリアにおいても、付勢手段３１は、前記研削砥石２２の被加工物１の少なくとも進入側に設置すればよいが、本実施形態においては、研削砥石２２の被加工物１排出側にも設置している。

前記付勢手段３１については、その設置位置が重要であり、各研削砥石１２，２２の最外径と最内径の間に先端が入り込むように設置する。例えば、第１エリアの研削砥石１２の研削面は、図６（ａ）に示すように、内Ｒ面１ａに対応する円弧部１２ａと、その両側の傾斜面１ｂ，１ｃに対応する直線部１２ｂ，１２ｃとから構成される。ここで円弧部１２ａと傾斜面１２ｂ，１２ｃの境界部分が最内径位置（図中線ｎで示す。）である。また研削砥石１２の最外径位置（図中、線ｇで示す。）は、研削砥石１２の両端部である。したがって、付勢手段３１は、その先端３１ａの形状を前記研削砥石１２の研削面形状に合わせ、前記円弧部１２ａと傾斜面１２ｂ，１２ｃの境界部分において最内径位置ｎと最外径位置ｇの間の位置まで挿入し、なるべく研削砥石１２の近くで被加工物１を押圧支持するようにする。付勢手段３１の先端３１ａの形状を研削砥石１２の研削面と近似形状とすることで、研削砥石１２との距離を近づけることができる。なお、図６は、研削砥石１２，２２の形状と付勢手段３１の先端３１ａの形状、及びこれらの相対位置関係の概念を模式的に示すものであり、例えば図６が研削砥石１２，２２の水平断面図であるとすると（すなわち、研削砥石１２，２２の真上から見た場合には）、実際の先端３１ａの位置は、研削砥石１２，２２の下方に入り込んだ状態となる。

第２エリアの研削砥石２２についても同様である。第２のエリアの研削砥石２２の研削面は、図６（ｂ）に示すように、外Ｒ面１ｄに対応する円弧部２２ａと、その両側の直線部２２ｂ，２２ｃとから構成される。ここで円弧部２２ａの底部が最内径位置（図中線ｎで示す。）である。また研削砥石２２の最外径位置（図中、線ｇで示す。）は、研削砥石２２の両端部である。したがって、付勢手段３１は、その先端３１ａの形状を前記研削砥石２２の研削面形状に合わせ、前記円弧部２２ａにおいて最内径位置ｎと最外径位置ｇの間の位置まで挿入する。

また、前記付勢手段３１の先端３１ａの位置は、前記被加工物１の搬送方向における寸法に応じて適正に設定することが好ましい。具体的には、前記研削砥石１２、２２の鉛直中心線ｃと前記付勢手段３１の先端３１ａ間の距離ｄが、被加工物１の搬送方向における寸法Ｌの６０％以下とすることが好ましい。このようにすることで、被加工物１を安定して研削砥石１２，２２に送り込むことが可能となり、加工精度を向上させることができる。なお、前記距離ｄは、あまり小さすぎると付勢手段３１の先端３１ａが不用意に研削砥石１２，２２と接触する可能性が生ずることから、５ｍｍ以上とすることが望ましい。

前記付勢手段３１は、その先端３１ａ近傍のみにより被加工物１を押圧支持するような構成とすることが好ましい。付勢手段３１が被加工物１に面接触すると、被加工物１の搬送に対して抵抗が大きくなりすぎるおそれがある。

前記付勢手段３１は、前記先端３１ａにより被加工物１を押圧支持することが重要であり、したがって前記先端３１ａに荷重が加わるように押圧力Ｆを設計する。例えばコイルバネや板バネ等を利用して、前記先端３１ａを被加工物１に所定の押圧力Ｆで押し付けるようにすればよい。この時、付勢手段３１の先端３１ａによって被加工物１に加わる荷重の大きさとしては１ｋｇｆ〜３０ｋｇｆであることが好ましく、１ｋｇｆ〜２０ｋｇｆであることがより好ましい。前記荷重が小さすぎると被加工物１を十分に押さえることができず、逆に荷重が大きすぎると被加工物１の円滑な搬送の妨げとなるおそれがある。

なお、前記付勢手段３１は、図７に示すように、被加工物１の加工精度を考慮して、その進入側にテーパ３１ｂを設けることも有効である。前記テーパ３１ｂを設けることで、被加工物１に多少の寸法の違いがあっても被加工物１の進入が円滑に行われる。この場合、テーパ３１ｂのテーパ量（角度α）は、１°〜１０°程度とすることが好ましい。前記角度αが１°未満であったり１０°を越えると、テーパ３１ｂを設けたことの効果が得られなくなるおそれがある。

以上の構成の研削装置により被加工物１をＣ型形状に研削加工する場合、先ず、被加工物１を搬送するための第１の搬送レール１１上に被加工物１を載置する。このとき、第１の搬送レール１１のガイド溝１１ａの側壁によって被加工物１の両側面がガイドされた状態で搬送されるが、このガイド溝１１ａの側壁と被加工物１の両側面の間には若干のクリアランスを設けておく。これにより搬送が円滑に行われる。なお、前記クリアランスは最終的に加工された被加工物１のＣ型形状における内Ｒ面１ａと外Ｒ面１ｄの中心位置ズレの原因になることはない。

第１の搬送レール１１上に載置された被加工物１は、前記第１の搬送レール１１とともに搬送機構を構成する補助搬送機構（例えば弾性力のある材質で被覆されたローラを用いた搬送や、弾性力のあるベルト状部材を２個のローラによって稼動させることによる搬送等）Ｒ１によって第１の搬送レール１１のガイド溝１１ａに沿って搬送され、被加工物１が搬送される向きとは逆方向または順方向に回転している第１の研削砥石１２と接触する。なお、図２は逆方向の回転の場合を示す。また、前記被加工物１は次々に供給され、第１の被加工物１の後ろには第２、第３の被加工物１が連続して搬送される。

前記補助搬送機構においては、被加工物１が希土類焼結磁石である場合には、研削抵抗が非常に大きいため前記補助搬送機構Ｒ１を上下一対の構造とすることが好ましい。また、被加工物１の送り速度は、主に切り込み量と被加工物１の材質及び砥石寿命の要求値によって適宜設定され、通常は１０〜３０００ｍｍ／分程度に設定される。特に、被加工物１が希土類焼結磁石である場合には、前記送り速度を５０〜１０００ｍｍ／分とすることが好ましい。送り速度が５０mm／分以下であると、連続加工による効率向上のメリットが無くなり、逆に送り速度が１０００mm／分以上になると、被加工物１に熱クラックが生ずるおそれがある。

被加工物１は、前記第１の研削砥石１２と接触することで内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃの研削加工が行われる。前記傾斜面１ｂ、１ｃは、好ましくは例えば鉛直方向に対してそれぞれ２０°〜８０°傾斜する傾斜面とする。前記研削加工に際しては、被加工物１は付勢手段３１の先端３１ａによって押圧支持された状態で研削砥石１２に進入する。付勢手段３１は、被加工物１を不用意に動かないように固定する固定手段としての役割を果たす。

前記第１エリアにおいて内Ｒ面１ａ及び傾斜面１ｂ、１ｃが形成された被加工物１は、次に第２エリアへ搬送され、外Ｒ面１ｄの研削加工が行われる。前記第１エリアから第２エリアへの被加工物１の移行は、被加工物１を前記第１の搬送レール１１から第２の搬送レール２１へと搬送することにより行う。このとき、第１の搬送レール１１と第２の搬送レール２１の継ぎ目においては、第１の搬送レール１１の端部に対して第２の搬送レール２１の端部を同等以下にする。好ましくは、前記第２の搬送レール２１の端部が僅かに下がるように微小な段差を設けておくことで、被加工物１の第１の搬送レール１１から第２の搬送レール２１への搬送を円滑に行うことができる。

第２の搬送レール２１では、前記被加工物１の傾斜面１ｂ、１ｃをこれに対応した傾斜角度を有する傾斜面２１ａ、２１ｂで支持した状態で搬送し、第２の研削加工を行う。第２の搬送レール２１の形状としては、被加工物１の前記傾斜面１ｂ、１ｃのみならず、被加工物１の内Ｒ面１ａにも合わせた形状とすることも可能であるが、被加工物１の両端の傾斜面１ｂ、１ｃをこれに合致した傾斜面２１ａ、２１ｂで支持し、前記内Ｒ面１ａと搬送レール２１との間に隙間を有する形状とした方が、傾斜面２１ａ、２１ｂのみの精度で位置決め可能となり、外Ｒ面１ｄの研削加工における加工精度も向上することができる。

なお、前記搬送レール２１を用いて被加工物１を搬送する場合、前記搬送レール２１とともに搬送機構を構成する補助搬送機構（例えば搬送ローラ）Ｒ２を使用して搬送を行えばよいが、前記補助搬送機構Ｒ２としては、被加工物１を搬送レール２１の傾斜面２１ａ、２１ｂに押し付けるように付勢する単ローラを用いることができる。ただし、被加工物１が研削抵抗の大きい物である場合、あるいは機械的強度が低い材質により形成されている場合には、上下一対のローラを用いることが好ましい。また、被加工物１を前記搬送レール２１で保持する際には、少なくとも傾斜面１ｂ、１ｃの下端が傾斜面２１ａ、２１ｂの下端から０．５ｍｍ以上上部に位置するように保持することが好ましい。補助搬送機構Ｒ２は、第１エリアの次に設置でき、あるいは省略することも可能である。

前記外Ｒ面１ｄの研削加工は第２の研削砥石２２によって行うが、前記の通り、搬送レール２１に傾斜面２１ａ、２１ｂを設けるとともに、付勢手段３１の先端３１ａによって被加工物１を押圧し、被加工物１の傾斜面１ｂ、１ｃをこれら傾斜面２１ａ、２１ｂで受け止める形で支持しながら行う。したがって、外Ｒ面１ｄを研削加工する際に、被加工物１に第２の研削砥石２２の力が加わっても、被加工物１の中心（内Ｒ面１ａの中心）が内Ｒ面１ａと同時に研削加工された傾斜面１ｂ、１ｃを前記傾斜面２１ａ、２１ｂで支持することにより一義的に決まり、加工精度が大きく向上する。また、大量の研削処理が進み、砥石の摩耗等により第１の研削加工の輪郭精度がある程度低下しても、研削停止や破損等の不具合を抑制することも可能である。

以上のように、図１乃至図７に示す研削装置を用いることにより、内Ｒ面１ａから外Ｒ面１ｄまでの一連の研削加工を連続的に行うことができ、しかも輪郭度の小さな精度の高い研削加工が可能である。したがって、前記研削装置及び研削方法により高精度に研削加工されたアーク状磁石を用いることで、例えば回転機器に対してコキング等の発生を抑制することができ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等のアクチュエータにおいてはトルクの均一性を向上することが可能となる。

なお、本発明の効果は研削砥石の形状が円弧形状と直線形状の組み合わせにより構成されている場合に顕著である。特に、例えば内Ｒ面１ａを加工する研削砥石１２の場合、図８（ａ）に示すように、前記直線部１２ｂ，１２ｃと研削砥石１２の回転中心線ＲＣとがなす角度θが９０°〜１５０°である場合に効果が大きい。同様に、外Ｒ面１ｄを加工する研削砥石２２の場合、図８（ｂ）に示すように、直線部２２ｂ，２２ｃと研削砥石２２の回転中心線ＲＣとがなす角度θが９０°〜１５０°である場合に効果が大きい。

また、本発明の研削装置及び研削方法は、前述の通り希土類焼結磁石の研削加工に適用して好適である。この場合、希土類焼結磁石を被加工物１として前述の搬送及び研削を行う。

希土類焼結磁石は、例えば希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素を主成分とするものであるが、磁石組成は特に限定されず、用途等に応じて任意に選択すればよい。例えば、希土類元素Ｒとは、具体的にはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ又はＬｕのことをいい、これらから１種又は２種以上を用いることができる。中でも、資源的に豊富で比較的安価であることから、希土類元素Ｒとしての主成分をＮｄとすることが好ましい。また、遷移金属元素Ｔは、従来から用いられている遷移金属元素をいずれも用いることができ、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等から１種又は２種以上を用いることができる。これらの中では、磁気特性の点からＦｅを主体とすることが好ましく、特に、キュリー温度の向上、粒界相の耐蝕性向上等に効果があるＣｏを添加することが好ましい。また、前記希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素Ｂのみならず、他の元素の含有を許容する。例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｖ、Ａｇ、Ｇｅ等の元素を適宜含有させることができる。一方で、酸素、窒素、炭素等の不純物元素を極力低減することが望ましい。特に磁気特性を害する酸素は、その量を７０００ｐｐｍ以下、さらには５０００ｐｐｍ以下とすることが望ましい。酸素量が多いと非磁性成分である希土類酸化物相が増大して、磁気特性を低下させるからである。なお、加工対象となる希土類焼結磁石としては、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系の希土類焼結磁石に限られるものではない。例えば希土類焼結磁石は、ＳｍＣｏ系焼結磁石等であってもよく、これらについても本発明の研削加工方法を適用することが効果的である。

希土類焼結磁石は粉末冶金法によって作製されるが、その製造プロセスは、基本的には、合金化工程、粗粉砕工程、微粉砕工程、成形工程、焼結工程、時効工程とにより構成される。なお、酸化防止のために、焼結後までの各工程は、ほとんどの工程を真空中、あるいは不活性ガス雰囲気中（窒素ガス雰囲気中、Ａｒガス雰囲気中等）で行う。

合金化工程では、原料となる金属、あるいは合金を所望の希土類合金粉末の組成に応じて配合し、真空あるいは不活性ガス、例えばＡｒ雰囲気中で溶解し、鋳造することにより合金化する。鋳造法としては、任意の方法を採用し得るが、溶融した高温の液体金属を回転ロール上に供給し、合金薄板を連続的に鋳造するストリップキャスト法（連続鋳造法）が生産性等の観点から好適であり、得られる合金の形態の点でも好適である。

前記合金化の際に用いる原料金属（合金）としては、純希土類元素、希土類合金、純鉄、フェロボロン、さらにはこれらの合金等を使用することができる。合金は、ほぼ最終磁石組成である単一の合金を用いても良いし、最終磁石組成になるように、組成の異なる複数種類の合金を混合しても良い。

粗粉砕工程では、先に鋳造した原料合金の薄板、あるいはインゴット等を、粒径数百μｍ程度になるまで粉砕する。粉砕手段としては、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用いることができる。粗粉砕性を向上させるために、水素を吸蔵及び放出させて脆化させた後、粗粉砕を行うことが効果的である。

前述の粗粉砕工程が終了した後、必要に応じて粗粉砕した原料合金粉に潤滑剤を添加する。潤滑剤としては、例えば脂肪酸系化合物等を使用することができるが、特に、融点が６０℃〜１２０℃の脂肪酸や脂肪酸アミドを潤滑剤として用いることで、良好な磁気特性、特に高配向で高い磁化を有する希土類焼結磁石を得ることができ、その種類や添加量によって、成形体強度を所定の値に調整することができる。

粗粉砕工程の後、微粉砕工程を行うが、この微粉砕工程は、例えば気流式粉砕機等を使用して行われる。微粉砕の際の条件は、用いる気流式粉砕機に応じて適宜設定すればよく、原料合金粉を平均粒径が１〜１０μｍ程度、例えば２〜７μｍとなるまで微粉砕する。気流式粉砕機としては、ジェットミル等が好適である。

微粉砕工程の後、磁場中成形工程において、原料合金粉を磁場中にて成形する。具体的には、微粉砕工程にて得られた原料合金粉を電磁石を配置した金型内に充填し、磁場印加によって結晶軸を配向させた状態で磁場中成形する。磁場中成形は、成形圧力と磁界方向が平行な平行磁界成形、成形圧力と磁界方向が直交する直行磁界成形のいずれであってもよい。さらに、磁界印加手段として、パルス電源と空芯コイルも採用することができる。この磁場中成形は、例えば７００〜１６００ｋＡ／ｍの磁場中で、３０〜３００ＭＰａ、好ましくは１３０〜１６０ＭＰａ前後の圧力で行えばよい。

前記成形工程により所定の形状に成形した後、焼結工程において、成形体に対して焼結処理を実施する。焼結処理では、前記成形体を真空または不活性ガス雰囲気中（Ａｒガス雰囲気中等）で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、例えば１０００〜１２００℃で１〜１０時間程度焼結すればよく、焼結後、急冷することが好ましい。なお、焼結工程においては、必要に応じて、焼結に先立って脱脂処理を行うことが好ましい。

前記焼結後には、得られた焼結体に時効処理を施すことが好ましい。この時効処理は、得られる希土類磁石の保磁力Ｈｃｊを制御する上で重要な工程であり、例えば不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で時効処理を施す。時効処理としては、２段時効処理が好ましく、１段目の時効処理工程では、８００℃前後の温度で１〜３時間保持する。次いで、室温〜２００℃の範囲内にまで急冷する第１急冷工程を設ける。２段目の時効処理工程では、６００℃前後の温度で１〜３時間保持する。次いで、室温まで急冷する第２急冷工程を設ける。６００℃近傍の熱処理で保磁力Ｈｃｊが大きく増加するため、時効処理を一段で行う場合には、６００℃近傍の時効処理を施すとよい。

以上により、例えばブロック形状（直方体形状）の希土類焼結磁石が作製されるが、このブロック形状の希土類焼結磁石を被加工物とし、最終製品の形状（例えばＣ型形状）に合わせて輪郭加工を行う。このとき、前記研削装置及び研削方法を用いることで、精度の高い研削加工を実現することが可能である。

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。

被加工物として搬送方向における長さが７０ｍｍあるいは５０ｍｍの四角いブロック状の希土類焼結磁石を用い、前述の実施形態に示す研削装置を用いてＣ型形状に輪郭加工を行った。研削加工に際しては、複数の希土類焼結磁石ブロックを第１の搬送レール上に配置し、搬送ローラによって搬送しながら内Ｒ面及び傾斜面の研削加工を行った後、第２の搬送レールによって搬送を行いながら外Ｒ面の研削加工を行った。したがって、本実施例では、第２の研削加工の際には、第２の搬送レールの傾斜面によって希土類焼結磁石ブロックの両端傾斜面が支持される。

研削砥石にはダイヤモンド砥粒を電着した電着砥石を用いた。ダイヤモンド砥粒の粒径は１００〜５００μｍとした。また、研削加工の際の研削砥石の回転数は３０００ｒｐｍ、希土類焼結磁石ブロックの送り速度は２００ｍｍ／分とした。第１エリアの研削砥石１２（ＩＲ砥石と称する。）及び第２エリアの研削砥石２２（ＯＲ砥石と称する。）については、表１に示すような角度θに設定した。

また、各エリアの研削において、付勢手段３１の先端３１ａによる押圧支持の有無、及びＩＲ砥石及びＯＲ砥石の鉛直中心線から先端３１ａまでの距離ｄを変え、ＩＲ砥石及びＯＲ砥石による研削加工を行った。研削加工後の製品について、輪郭度を計測した。輪郭度は、レーザによる多点測定を行い、製品の研削時進行方向端面から１ｍｍ内側の輪郭度を２０サンプルについて測定し、最大値ＭＡＸを求め評価した。結果を表１に示す。なお、表１には、直線部を設けていない研削砥石を用いた場合（参考例）の測定結果についても併せて示す。

この表１から明らかなように、ＩＲ砥石あるいはＯＲ砥石が直線部を有する場合には、付勢手段３１による押圧支持が有効であり、ＩＲ砥石あるいはＯＲ砥石の鉛直中心線から付勢位置までの距離が被加工物の搬送方向長さの６０％以下である場合に、輪郭度の最大値が小さく精度の高い研削加工が実現されている。

被加工物の形状を示すものであり、（ａ）は内Ｒ面及び傾斜面を形成した状態を示し、（ｂ）は外Ｒ面を形成したアーク形状を示す。研削装置の基本構成を示す概略斜視図である。（ａ）は第１の搬送レールの概略斜視図であり、（ｂ）は第２の搬送レールの概略斜視図である。第１エリアの研削砥石近傍における付勢手段の設置状態を示す概略側面図である。第２エリアの研削砥石近傍における付勢手段の設置状態を示す概略側面図である。（ａ）は第１エリアの研削砥石の形状と付勢手段の先端の位置関係を示す図であり、（ｂ）は第２エリアの研削砥石の形状と付勢手段の先端の位置関係を示す図である。付勢手段の形状例を示す概略側面図である。（ａ）は第１エリアの研削砥石の形状を示す図であり、（ｂ）は第２エリアの研削砥石の形状を示す図である。

符号の説明

１被加工物、１ａ内Ｒ面、１ｂ，１ｃ傾斜面、１ｄ外Ｒ面、１１第１の搬送レール、１２第１の研削砥石、２１第２の搬送レール２２第２の研削砥石、３１付勢手段、３１ａ先端、３１ｂテーパ

Claims

希土類焼結磁石を被加工物として搬送する搬送機構と、前記搬送機構によって搬送される被加工物を研削加工する砥石とを備え、
前記砥石の近傍に前記被加工物を押圧支持する付勢手段を備え、前記付勢手段の先端は前記砥石の最外径と最内径の間に位置するとともに、前記砥石の鉛直方向の中心線から前記付勢手段の先端までの距離が被加工物の搬送方向における長さの６０％以下であり、当該先端近傍のみが搬送される被加工物と接触して被加工物を１ｋｇｆ〜３０ｋｇｆなる押圧力で押圧支持することを特徴とする研削装置。
前記砥石が前記搬送機構の上方に配置され、前記付勢手段は前記被加工物を上方から搬送機構側に押し付けるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の研削装置。
前記砥石が前記搬送機構の下方に配置されるとともに、砥石の研削位置において被加工物の上面を支持する支持部材が設置されており、
前記付勢手段は前記被加工物を下方から支持部材に押し付けるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の研削装置。
前記付勢手段は、被加工物の進入側端部にテーパ部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか1項記載の研削装置。
前記付勢手段は、少なくとも砥石の被加工物進入側に設置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の研削装置。
前記付勢手段は、砥石の被加工物進入側及び被加工物排出側に設置されていることを特徴とする請求項５記載の研削装置。
前記砥石は、研削面の断面形状が円弧形状及びその両側の直線形状とを含む形状とされ、前記両側の直線形状部分と砥石の中心軸とがなす角のうち互いに向かい合う角の角度が９０°〜１５０°であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の研削装置。
前記砥石は、被加工物を断面円弧状に加工する砥石であって、内側円弧面または外側円弧面に対応する研削面形状を有することを特徴とする請求項７記載の研削装置。
搬送機構によって搬送される希土類焼結磁石を被加工物として砥石より研削加工するに際し、砥石の最外径と最内径の間の位置であり前記砥石の鉛直方向の中心線から前記付勢手段の先端までの距離が被加工物の搬送方向における長さの６０％以下である位置において前記被加工物を付勢手段の先端近傍のみによって１ｋｇｆ〜３０ｋｇｆなる押圧力で押圧支持することを特徴とする研削方法。
被加工物を断面円弧状に研削するに際し、前記砥石により内側円弧面または外側円弧面を研削することを特徴とする請求項９記載の研削方法。