JP6213343B2 - 希土類焼結磁石の面取り方法 - Google Patents

Description

本発明は、希土類焼結磁石の面取り方法に関する。

希土類焼結磁石は、磁性合金を粉砕して形成した合金粉末をプレス成形した後、焼結工程および熱処理工程を行うことによって作製される。現在、希土類焼結磁石（以下、「Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石」と称することもある。ここで、ＲはＹを含む希土類元素、Ｔは鉄、または鉄および鉄の一部をＣｏなどで置換した遷移金属元素、Ｂはホウ素である。）は、種々の磁石の中で最も高い磁気エネルギー積を示し、価格も比較的安いため、各種電子機器へ積極的に採用されている。

焼結工程や熱処理工程などを経て作製された希土類焼結磁石の角部や縁部は、角ばった形状を有している。また、切断機や加工機を用いて希土類焼結磁石の形状加工を行った後にも、磁石の角部や縁部は角ばった形状となる。希土類焼結磁石は硬くて脆い性質を有しているため、このような角ばった形状部分が希土類焼結磁石の角部や縁部に形成されていると、その後の加工・表面処理工程などにおいて磁石に欠けが発生する確率が高くなる。従って、焼結工程後に面取り工程を行い、希土類焼結磁石の角部や縁部を丸めておくことが好ましい。

また、磁石の角部や縁部が角張っていると、保護膜のコーティング後にも磁石表面が露出しやすいので、磁石表面に錆が発生するおそれがある。さらに、面取りが不充分な磁石は、表面コーティング膜のつきまわりが不均一になりやすいため、高い寸法精度や形状精度が求められる用途においては使用が困難になる。

希土類焼結磁石の面取り方法として、ブラシを用いる方法がある。特許文献１には、砥粒を含むブラシ毛材を用いて、希土類焼結磁石の角部や縁部に対して曲面状の面取り（Ｒ面取り）を行う方法が開示されている。ブラシ毛材に混入させる砥粒としては、炭化ケイ素からなる砥粒を用いることが記載されている。

ブラシによる面取り加工では、ブラシの突き出し量や、ブラシと加工する希土類焼結磁石との配置を変えることによって、Ｒ面（曲面）の加工量を容易に調整できるという利点が得られる。また、加工により発生する希土類焼結磁石の研削屑の排出性が良いという利点も得られる。

特開２００２−１２０１３３号公報 特開２００２−１８７０７３号公報 特開２００３−１８１７６９号公報 特開２０１０−２７４３３２号公報

しかし、希土類焼結磁石に対して、上記のような炭化ケイ素砥粒を含むブラシ毛材を用いて面取り加工を行うと、炭化ケイ素砥粒の摩耗が激しく、研削量が少なくなってしまうことがあった。

一方で、ダイヤモンド砥粒を含むブラシ毛材が、例えば、特許文献２〜４に記載されている。ダイヤモンド砥粒のように、より硬い砥粒を含むブラシ毛材を用いれば、希土類焼結磁石を研削することができる。

しかし、本発明者の検討の結果、たとえダイヤモンド砥粒を含むブラシ毛材を用いたとしても、希土類焼結磁石を加工するときには、加工能率を向上させることが容易ではないことがわかった。すなわち、希土類焼結磁石を加工する場合には、単に硬い砥粒を含むブラシ毛材を用いるだけでは、面取りを能率的に行うことが困難である。

したがって、希土類焼結磁石の面取りにおいて、加工能率を向上させることが課題となっていた。

なお、このような問題は、鉄やシリコンからなるワークを、ダイヤモンド砥粒や炭化ケイ素を含むブラシ毛材で加工する場合には、認識されていなかった問題である。鉄やシリコンのようなワークについては、ダイヤモンド砥粒や炭化ケイ素のみを含むブラシ毛材を用いることによって、十分な加工能率を得ることができる。

本発明は、かかる諸点を鑑みてなされたものであり、その主な目的は、希土類焼結磁石の角部や縁部を能率的にＲ面取りする方法を提供することである。

本発明の実施形態による希土類焼結磁石の面取り方法は、回転するブラシと希土類焼結磁石の角部または縁部とを接触させる工程と、前記ブラシと前記磁石との接触部においてクーラントを供給する工程とを包含し、前記ブラシは、砥粒と、前記砥粒とは異なる金属粒とを含む樹脂から構成された複数のブラシ毛材を有しており、前記砥粒は、ダイヤモンド砥粒であり、前記金属粒は、ステンレス鋼、鉄、銅、真鍮およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つの金属またはその合金である。

本発明のある実施形態において、前記金属粒は、非磁性体である。

本発明のある実施形態において、前記樹脂は、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリハロゲン化ビリニデン系、および、ポリエステル系のいずれかの樹脂である。

本発明のある実施形態において、前記ブラシ毛材において、前記砥粒の含有量が１質量％以上４９質量％以下、前記金属粒の含有量が１質量％以上２５質量％以下、残部が樹脂である。

本発明のある実施形態において、前記砥粒の含有量が３質量％以上２５質量％以下、前記金属粒の含有量が３質量％以上１５質量％以下、前記砥粒の含有量と前記金属粒の含有量との合計が３０質量％以下である。

本発明のある実施形態において、前記ブラシ毛材における砥粒、金属粒および樹脂の体積は、樹脂の体積＞砥粒の体積≧金属粒の体積の関係にある。

本発明のある実施形態において、前記希土類焼結磁石は板状であり、前記希土類焼結磁石の端面に含まれる複数の辺に対して前記回転するブラシを連続的に接触させる。

本発明の実施形態によれば、希土類焼結磁石の角部や縁部を、高い加工能率で面取りすることができる。

本発明の実施形態による希土類焼結磁石の面取り方法を行うために利用可能な加工装置の斜視図である。 （ａ）は、ブラシ集積体が備えるブラシ毛材を拡大して示す斜視図であり、（ｂ）は、ブラシ毛材の先端部を拡大して示す断面図である。 （ａ）は、実施例における面取り面を示すＳＥＭ画像であり、（ｂ）は、比較例における面取り面を示すＳＥＭ画像であり、（ｃ）は加工前の磁石の縁部を示すＳＥＭ画像である。 本発明の実施形態によって面取り加工した磁石を洗浄、乾燥した後、面取り加工部を観察したときのＥＰＭＡ画像である。

本発明者は、ブラシを用いた希土類焼結磁石の加工方法において、加工能率を向上させることが実現できる方法について鋭意検討した。その結果、特定のブラシ毛材を用いることによって、これを達成することができることを見出した。

具体的には、ダイヤモンド砥粒のみが混練されたブラシ毛材を用いるのではなく、ダイヤモンド砥粒と、加工対象である希土類焼結磁石よりも柔らかいステンレス鋼、鉄、銅、真鍮およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つの金属またはその合金からなる金属粒とを含むブラシ毛材を用いると良いことがわかった。

ダイヤモンド砥粒とステンレス鋼などの金属粒とを含むブラシ毛材を用いることによって、加工面での摩擦抵抗（真実接触面積）を高めることができ、これによって、加工能率を向上させることができる。

ここで、ブラシと希土類焼結磁石との真実接触面積の増加は、ブラシ毛材中のダイヤモンド砥粒の量を増加させることによっても実現し得るように思われる。しかし、実際には、ダイヤモンド砥粒と樹脂のみでブラシ毛材を形成すると、砥粒の含有量を増やしたとしても、加工能率を向上させることが困難であった。その理由は、単にダイヤモンド砥粒の量を増やした場合には、希土類焼結磁石の面取りに十分適した状態とならないためであると考えられる。

これに対して、ダイヤモンド砥粒と金属粒とを組み合わせて用いれば、金属粒が希土類焼結磁石表面に接合して、希土類焼結磁石の表面に沿ってブラシの研磨面がより密着性高く当接し、加工面の摩擦が高まり、これによって、加工能率が大幅に向上するものと考えられる。

このように、本発明の実施形態においては、ダイヤモンド砥粒以外に、ステンレス鋼などの、希土類焼結磁石よりも硬度が低く、かつ、ある程度の展延性を有する金属または合金からなる金属粒がブラシ毛材に含まれている。

また、金属粒は、希土類焼結磁石の表面に対して、凝着しやすいことが望まれる。凝着しやすい金属粒がブラシに含まれていることによって凝着摩耗(adhesive wear)が発生し、遊離摩耗片を生じながら希土類焼結磁石の加工面が摩耗される。

このようにして、ダイヤモンド砥粒と金属粒とが樹脂に混練されたブラシ毛材を用いることで、希土類焼結磁石のＲ面取り加工において、加工能率を従来よりも大幅に向上させることができた。

なお、特許文献３には、ダイヤモンドパウダー、ステンレスパウダー、チタンパウダー、炭化ケイ素パウダー、酸化アルミニウムパウダーなどから選ばれる２種類以上の砥粒を含むブラシ毛材が開示されている。

一般に、砥粒は被加工物よりも硬くなければ、被加工物を研削、加工できないと考えられている。例えば、ステンレスパウダーは、希土類焼結磁石よりも硬度が低い金属であるので、希土類焼結磁石を面取り加工する作用はないものと考えられる。

従って、特許文献３にあるダイヤパウダーとステンレスパウダーとの組み合わせは、希土類焼結磁石の面取り加工には選択し得ない組み合わせであると一般には考えられる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。

［面取り装置］
まず、図１を参照しながら、本実施形態に係る希土類焼結磁石の面取り方法を実施するために利用可能な面取り装置の構成を説明する。

面取り装置１は、ブラシ毛材８（図２（ａ）参照）を放射状に配置したブラシを集積したブラシ集積体２と、ブラシ集積体２を回転させるための回転軸７と、希土類焼結磁石３を固定するための保持具４と、希土類焼結磁石３を保持した保持具４を回転させる保持具回転部５と、ブラシ集積体２と希土類焼結磁石３との接触部にクーラント（冷却液）１１を供給することができるクーラント供給管６とを備えている。

ブラシ集積体２は、駆動装置（不図示）に接続された回転軸７によって回転させられるように構成されている。ブラシ集積体２は、スリーブ（不図示）の外周に、多数のブラシ毛材８を集積してできている。

ブラシ集積体２の加工幅は、加工する希土類焼結磁石の幅の１．２倍以上であることが好ましい。１．２倍未満であると、ブラシの先が広がり、ブラシ毛材の先端が希土類焼結磁石のエッジに対して適切に接触することができなくなり、その結果、均一な面取りができなくなる恐れが高くなるからである。

図２（ａ）および（ｂ）は、ブラシ毛材８の先端部を拡大して示す。ブラシ毛材８の先端部は鋭角に形成され、研磨面Ｓ１が、ブラシ毛材８の伸びる方向に斜めに形成されていることが好ましい。研磨面Ｓ１が斜めに形成されていると、研磨面Ｓ１が水平である場合に比べて、各々のブラシ毛材８の研磨面Ｓ１がより確実に磁石の角部や縁部と接触し、加工能率がより高くなる。

なお、研磨面Ｓ１は、初めから斜めに形成されている必要はなく、同一条件で希土類焼結磁石の面取り加工を繰り返すと斜めの研磨面Ｓ１が得られる。

ブラシ毛材８は、砥粒９としてダイヤモンド砥粒９ａおよび金属粒９ｂが混入（混練）された樹脂（母材）１０を紡糸することによって作製される。樹脂１０は、例えば、ナイロンから形成される。ただし、樹脂１０の材料はこれに限られず、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリハロゲン化ビリニデン系、ポリエステル系の樹脂のいずれかから選択されることが好ましい。このようにして形成されたブラシ毛材８は、母材１０の材料や、砥粒の材料・量などに応じて、所定の弾性を有している。

希土類焼結磁石への加工能率の観点から、主たる砥粒としては、硬度が高いダイヤモンド砥粒９ａを用いる。

本実施形態では、金属粒の一例として、ステンレス鋼、鉄、銅、真鍮およびアルミニウムのいずれかを含む金属又は合金からなる粒子が用いられる。金属粒９ｂは、ダイヤモンド砥粒９ａおよび被加工物である希土類焼結磁石に比べて柔らかく、その硬度は低いが、希土類焼結磁石との凝着性が高い。このため、加工面の摩擦が高まり加工性が向上する。

このように、希土類焼結磁石の角部や縁部を適切な形状に能率的に面取りするためには、ダイヤモンド砥粒９ａと金属粒９ｂとの両方を含んだブラシ集積体２を用いる。本明細書では、ダイヤモンド砥粒９ａおよび金属粒９ｂをまとめて砥粒９と呼ぶことがある。

ブラシ毛材８の先端において、砥粒９が露出しており、この砥粒９によって希土類焼結磁石３の角部や縁部を面取りすることができる。希土類焼結磁石３を均一にかつ能率よく研削するために、ダイヤモンド砥粒９ａと金属粒９ｂの直径を５０μｍ以上６００μｍ以下に設定することが好ましい。

ブラシ毛材８の直径は、約０．６ｍｍから１．８ｍｍに設定されていることが好ましい。直径が約０．６ｍｍから１．８ｍｍであることで、ブラシ毛材８がたわみやすく、希土類焼結磁石の形状に追従した面取り加工ができる。

ブラシ毛材８の長さは、約１５ｍｍから約６５ｍｍに設定されることが好ましい。ブラシが０．０５ｍｍ／ｈｒ程度の割合で磨耗する場合であっても、ブラシ毛材が約１５ｍｍから約６５ｍｍの長さを有していれば、長時間（例えば約１０００時間）にわたってブラシの弾力性が損なわれずに済む。したがって、希土類焼結磁石の形状に沿った面取りを長時間にわたり実行できる。なお、ブラシの長さが約３０ｍｍから約３５ｍｍであるときが、もっとも加工能率が良いことが確認されている。したがって、初期のブラシの長さは、３５ｍｍ以上であることがより好ましい。

ここで、長時間の均一なブラシ面取り加工ができるように、面取り装置１は、ブラシ毛材８の磨耗量に応じて、ブラシ集積体２と希土類焼結磁石３との間隔を縮めるような機構を有していても良い。ブラシ集積体２と希土類焼結磁石３との距離が一定である場合、ブラシ集積体２の摩耗によって、ブラシの研磨面が希土類焼結磁石の表面に押しつけられる力が減少する。そこで、摩耗の程度に応じて、回転ブラシと希土類焼結磁石との距離を縮めることによって、上記の押しつけられる力を一定に保つことができ、これにより、均一な面取り加工を行うことができる。

保持具４は、上部に設けた保持部内に希土類焼結磁石３を保持する。このとき、希土類焼結磁石３で面取りしたい部位のみを露出させるように調整する。

図１には、例として板状の希土類焼結磁石３を加工する場合を示しており、保持部の形状も板状磁石を固定する形態になっているが、面取り加工する希土類焼結磁石が、例えば断面弓形形状のような角部や縁部の一部が曲線で形成されている希土類焼結磁石である場合は、希土類焼結磁石の形状に応じた保持部にすればよい。

また、図１では一つの希土類焼結磁石を保持しているが、複数の希土類焼結磁石３を保持するために複数の保持部を設けてもよい。

保持具４は、保持具回転部５上に設置され、希土類焼結磁石３を回転させながら、回転するブラシ集積体２にて面取りすることができる。

面取り装置１では、保持具４および保持具回転部５が、ブラシ集積体２に対して相対的に移動するように構成されている。保持具４および保持具回転部５がブラシ集積体２に対して移動する機構を有していてもよいし、ブラシ集積体２が保持具４および保持具回転部５に対して移動する機構を有していてもよい。

面取り加工は、回転するブラシ集積体２の真下の位置に保持具４および保持回転部５が到達したときに行われる。

なお、回転するブラシ集積体２に対する保持具４および保持具回転部５の位置は任意に調整することができる。回転するブラシ集積体２に対して、保持具４および保持具回転部５の位置を調節することで、用途に応じて加工量、角度等を調整してブラシ面取りすることができる。

クーラント供給管６は、回転するブラシ集積体２に対してクーラント１１を供給するために設けられている。クーラント供給管６から吐出するクーラント１１は、希土類焼結磁石３とブラシ毛材８との接触部において発生する摩擦熱を吸収し、ブラシ毛材８が溶けることを防止する。また、希土類焼結磁石３を面取り加工した際に発生する希土類合金の研削屑を排出する役割を果たす。

図１に示す例では、クーラント供給管６は、希土類焼結磁石３を面取りする位置において、回転するブラシ集積体２の外側からクーラント１１を供給するように構成されているが、それに限らず、例えばブラシ集積体２の内部からクーラント１１を供給するようにクーラント供給管６が設けられていてもよい。

面取り加工後の希土類合金の研削屑を含んだクーラントは、好適には、不図示の回収装置によって回収される。回収装置によって回収されたクーラントは、フィルタやマグネットセパレータなどの浄化装置を用いた研削屑除去処理などを経て再利用され得る。なお、クーラントが周囲に飛び散ることを防止するために、面取り装置１の周囲を囲む壁（不図示）が設けられていることが望ましい。

クーラントとしては、水を主成分とし、界面活性剤またはシンセティックタイプ合成潤滑剤、錆止め剤、非鉄金属防食剤、防腐剤、消泡剤などを成分として含有した水溶性潤滑材を用いることができる。このように水を主成分とするクーラントを用いれば冷却効果を高めることができる。

以下、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を面取りする場合に好適に用いられるブラシの具体例を説明する。

ブラシを構成するブラシ毛材８は、砥粒としてのダイヤモンド砥粒と金属粒とを含む。

金属粒は、ステンレス鋼、鉄、銅、真鍮およびアルミニウムのいずれかまたはその合金からなる。このうち、ステンレス鋼が好ましい。

金属粒は、非磁性材が好ましい。金属粒がステンレス鋼である場合、オーステナイト系が好ましい。磁性体であると、加工時に金属粒が自発磁化し、希土類焼結磁石表面に付着し、除去するのに多大な手間がかかってしまう恐れがある。

なお、本明細書において、ステンレス鋼とは、クロムを含む鉄基合金を広く意味し、典型的には、ニッケルをも含む。

砥粒、金属粒の粒度は、５０μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましい。砥粒のサイズが５０μｍ未満であると、ブラシの加工能率が低下するので好ましくない。また、砥粒のサイズが６００μｍを超えると、磁石の加工面が荒くなりすぎるので好ましくない。このため砥粒のサイズは、５０μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましい。

また、砥粒は高硬度を有していることが必要であり、このために、ダイヤモンド砥粒を用いている。また、金属粒は希土類焼結磁石よりも柔らかい。ここで、希土類焼結磁石の柔らかい部位である粒界相のビッカース硬度Ｈｖは約６００であるので、金属粒のビッカース硬度Ｈｖは、６００以下であることが好ましい。ただし、ビッカース硬度Ｈｖが３０未満であると、軟らかすぎて金属粒として機能を果たさない。このため、金属粒のビッカース硬度Ｈｖは、３０以上６００以下であることが好ましい。

また、砥粒および金属粒が混入される母材となる樹脂１０は、種々の樹脂であってよい。例えば、ポリアミド系の樹脂として、６１２ナイロンを用いることができる。また、ポリオレフィン系としてポリエチレン、ポリプロピレンを用いることができ、ポリハロゲン化ビニリデン系として、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデンを用いることができ、ポリエステル系として、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートを用いることができる。

また、ブラシ毛材における、樹脂、砥粒および金属粒の含有率（質量％）は例えば下記の通りに決定される。
砥粒含有率：１質量％以上４９質量％以下
金属粒含有率：１質量％以上２５質量％以下
樹脂 ：残部

また、金属粒としてステンレス鋼からなる金属粒を用いる場合、好ましくは、砥粒含有率は３質量％以上２５質量％以下、金属粒含有率は３質量％以上１５質量％以下、残部樹脂とし、さらに、砥粒含有率と金属粒含有率との合計を３０質量％以下の範囲にすれば、面取り加工力をより向上させる効果が得られる。

また、ブラシ毛材中における体積比としては、
樹脂の体積＞砥粒の体積≧金属粒の体積
という関係が満足されることが好ましい。樹脂は、ブラシ毛材に弾性を与え、また、砥粒および金属粒を適切に保持する母材として用いられるので、ブラシ毛材中の主要な部分を占める。また、加工能率の高い砥粒の体積比が、金属粒の体積比以上の割合で含まれているので、良好な加工能率を実現し得る。

なお、上記には、回転ロールの外周面において複数のブラシ毛材を放射状に植設したブラシを用いて面取りを行う形態を説明したが、これに限られない。回転ロールの端面において複数のブラシ毛材を植設したブラシを用いて面取りを行っても良い。このような回転するブラシを用いた加工装置の構成は、例えば、特許文献１に記載されている。

［希土類焼結磁石］
本発明の実施形態において準備されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は公知の組成からなる。例えば、以下の組成からなる。
希土類元素Ｒ：１２原子％以上１７原子％以下
Ｂ（Ｂの一部はＣで置換されていてもよい）：５原子％以上８原子％以下
添加元素Ｍ（Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、およびＢｉからなる群から選択された少なくとも１種を含む）：０原子％以上２原子％以下
Ｔ（Ｆｅを主とする遷移金属元素）および不可避不純物：残部

ここで、希土類元素Ｒは、主として軽希土類元素（Ｎｄ、Ｐｒの少なくとも１種を含む）から選択される少なくとも１種の元素であるが、重希土類元素を含有していてもよい。

なお、重希土類元素を含有する場合は、ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方を含んでいてもよい。

上記組成のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、公知の希土類焼結磁石の製造方法によって製造される。

このようにして作製された希土類焼結磁石に対して、上述のようにダイヤモンド砥粒と金属粒とを含むブラシを用いて面取りを行う。

なお、面取りを行う前に、焼結体を切断または研削することによって、所望の形状に加工しておいてもよい。この場合にも、磁石の角部や縁部は角張った形状で形成されるため、面取りを行うことが好ましい。

上記面取り方法によって面取りを行えば、希土類焼結磁石の角部や縁部の面取り量を増やしても能率よく面取り（Ｒ面取り）を行うことができる。上述したように、角部や縁部における面取り量は、ブラシ集積体の回転速度などを調節することによって、容易に調節することができる。また、上述のように、ブラシ集積体に対する磁石の位置を調節することによって、加工面の形状を所望の形状にすることができる。

このようにして面取りを行った後、例えば、めっき法を用いて、ＮｉやＳｎなどから形成される保護膜を磁石表面に形成する。本実施形態では、磁石の角部や縁部が適切な面取り量でＲ面取りされているので、電気めっきの場合でも数μｍ〜数十μｍの薄い保護膜を均一に形成することができる。

［実施例および比較例］
以下、本願発明の実施例および比較例として、ダイヤモンド砥粒と、金属粒としてのステンレス鋼とを含むブラシ毛材を用いる場合（実施例）と、ダイヤモンド砥粒のみを含むブラシ毛材を用いる場合（比較例）とを対比して説明する。

（実施例１）
図１に示される面取り装置１を用いて、ブラシによる面取りを行った。

被面取り物としては、５ｍｍ×１０ｍｍ×３５ｍｍの寸法を有する平板状の希土類焼結磁石（ネオジム鉄ホウ素系磁石）を用いた。一個あたりの質量は約１３ｇである。

金属粒としては、ステンレス鋼のＳＵＳ３１６Ｌ粉末を用いた。ＳＵＳ３１６Ｌ粉末はＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉを主に含んだオーステナイト系ステンレスであり、非磁性体である。

[ブラシ条件]
以下のブラシ毛材をスリーブの外周に植設してブラシを作製した。ここでスリーブの内径は２４０ｍｍ、外径は３６０ｍｍであった。

（ブラシ毛材）
ダイヤモンド砥粒：ＪＩＳ Ｂ４１３０による粒度表示 １００／１２０
ＳＵＳ３１６Ｌ粉末：ＪＩＳ Ｚ８８０１ふるいによって＃１００の目開きを通過し、＃１２０の目開きで残る大きさに分級。
樹脂：６１２ナイロン（ポリアミド系）
体積率：ダイヤモンド砥粒 ５％、ＳＵＳ３１６Ｌ粉末 １％、６１２ナイロン ９４％ （質量比：ダイヤモンド砥粒 １４．０質量％、ＳＵＳ３１６Ｌ粉末 ６．３質量％、６１２ナイロン ７９．７質量％）
初期毛材長さ：６０ｍｍ

ここで、体積率から質量比への換算は、ダイヤモンドの比重を３．５２ｇ／ｃｍ³、ＳＵＳ３１６Ｌの比重を７．９８ｇ／ｃｍ³、６１２ナイロンの比重を１．０７ｇ／ｃｍ³として行った。

[加工条件]
前記ブラシを外径２４０ｍｍの回転軸に複数枚嵌めこみ、ブラシ集積体を作製した。

回転軸の回転数を８００ｒｐｍに設定して面取りを行った。また、クーラントの吐出圧を０．１５Ｐａに設定した。磁石を保持する保持具を回転させる保持部回転部の回転数は６０ｒｐｍに設定した。

ブラシは、あらかじめダミーとなる希土類焼結磁石にてＲ面取りができるようにブラシ先端の研磨面を斜めに調整した。調整にかかった時間は３０分であった。なお、調整後の毛材長さは６０ｍｍであった。

希土類焼結磁石の両端部である５ｍｍ×１０ｍｍの面の角部、縁部を曲率半径Ｒ＝０．６ｍｍになるようブラシ集積体と磁石の位置を調整し、１０００個面取り加工した。

加工は、次の（１）〜（６）に示す手順で行った。（１）磁石を保持部に固定、（２）固定した磁石の一方端部の面取り、（３）停止、（４）磁石を裏向きにして、再度磁石を固定、（５）固定した磁石の他方端部の面取り、（６）磁石の取り出し。

加工後の毛材長さは、５９．９０ｍｍとなっていた。

また、両端部の面取り自体にかかった時間は磁石１個あたりで平均１２秒であった。

（比較例１）
図１に示される面取り装置１を用いて、ブラシ面取りを行った。

被面取り物としては、５ｍｍ×１０ｍｍ×３５ｍｍの寸法を有する平板状の希土類焼結磁石（ネオジム鉄ホウ素系磁石）を用いた。質量は約１３ｇである。

ブラシは、あらかじめダミーとなる希土類焼結磁石にてＲ面取りができるように調整した。調整にかかった時間は２時間であった。

[ブラシ条件]
以下のブラシ毛材をスリーブの外周に植設してブラシを作製した。ここでスリーブの内径は２４０ｍｍ、外径は３６０ｍｍであった。

（ブラシ毛材）
ダイヤモンド砥粒：ＪＩＳ Ｂ４１３０による粒度表示 １００／１２０
樹脂： ６１２ナイロン（ポリアミド系）
体積率： ダイヤモンド ６％、６１２ナイロン ９４％
初期毛材長さ：６０ｍｍ

[加工条件]
ブラシ条件を除いて、実施例１と同じ条件で面取り加工した。

調整後の毛材長さは６０ｍｍであった。また、加工後の毛材長さは５９．８７ｍｍであった。両端部の面取り自体にかかった時間は磁石１個あたりで１８秒であった。

実施例１、比較例１の結果より、比較例１では磁石の面取り加工に１８秒かかっていたのが、実施例１では同様の磁石の面取り加工を１２秒で行うことができた。Ｒ面取りをするとき、実施例１は加工能率が比較例１より高いことがわかった。

また、実施例１は、比較例１よりＲ面取りのためにブラシを調整する時間が短く済むことがわかった。

実施例１で面取りした磁石の一つについて、Ｒ面取り後の面取り部をＳＥＭにて確認したところ、図３（ａ）に示す通りだった。ＳＥＭは、走査電子顕微鏡（株式会社日立製作所製 型式：S-2380N）を用いて測定した。

また、比較例１で面取りした磁石の一つについて、Ｒ面取り後の面取り部を実施例１と同じ走査電子顕微鏡にて確認したところ、図３（ｂ）に示す通りだった。

図３（ｃ）は、参考例として、加工前の磁石の角部または縁部のエッジ部分を示す。

また、実施例１にて面取り加工した磁石の一つを洗浄、乾燥した後、Ｒ面取り後の面取り部を株式会社島津製作所製 ＥＰＭ−１６１０を用いて、ＥＰＭＡ観察したところ、図４に示す通りの結果であった。ＮｉとＣｒとが同一部位に分布しており、ステンレス鋼からなる金属粒の一部が、微細になりかつ薄く磁石に付いていたのが確認された。希土類焼結磁石とブラシ毛材との間で凝着摩耗を起こして、残ったステンレス砥粒であると推定される。

（実施例２）
図１に示される面取り装置１を用いて、ブラシによる面取りを行った。

被面取り物としては、実施例１と同じ平板状の希土類焼結磁石（ネオジム鉄ホウ素系磁石）を用いた。

ブラシ毛材をスリーブの外周に植設してブラシを作製した。スリーブの内径、外径、初期毛材の長さは実施例１と同じである。

（ブラシ毛材）
ダイヤモンド砥粒、ＳＵＳ３１６Ｌ粉末、樹脂は実施例1と同様のものを用いた。

表１のＮｏ．１からＮｏ．１６に示す通りに、砥粒含有率、金属粒含有率を変化させている。残部を樹脂としている。

[加工条件]
希土類焼結磁石の両端部である５ｍｍ×１０ｍｍの面の角部および縁部を、曲率半径Ｒ＝０．６ｍｍになるように、回転軸の回転数、クーラントの吐出圧、磁石を保持する保持具を回転させる保持部回転部の回転数およびブラシ集積体と磁石の位置を調整し、１０００個面取り加工した。

面取り加工の手順は実施例１と同じである。

表１に記載のＮｏ．１からＮｏ．１６のブラシを用いた場合における、磁石１個あたりの両端部の面取り自体にかかった平均時間を調べたところ、表１に示す結果となった。

ここで、Ｎｏ．１の試料は、砥粒、金属粒ともに含まない比較例の試料であり、Ｎｏ．２からＮｏ．５およびＮｏ．１２の試料は、砥粒のみを含み金属粒を含まない比較例の試料である。

表１の結果より、No．６からNo．１１、No．１３からNo．１６のブラシを用いたところ、面取りにかかった時間は磁石１個あたりで１２秒〜１６秒であり、金属粒が含まれていないブラシＮｏ．２からＮｏ．５、Ｎｏ．１２と比べいずれも加工時間が大幅に短縮されていた。

Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１６は加工時間が大幅に短縮されていたが、ブラシの毛折れが発生する場合があった。毛折れをしたブラシは交換する必要があり、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１６の場合、生産効率が低下するおそれがある。

したがって、このような毛折れを効果的に防止するためには、金属粒としてステンレス鋼粒子を用いる場合、砥粒含有量が３質量％以上２５質量％以下、金属粒含有量が３質量％以上１５質量％以下、砥粒含有量と金属粒含有量の合計が３０質量％以下の範囲が好ましい。

（実施例３）
図１に示される面取り装置１を用いて、ブラシによる面取りを行った。

被面取り物としては、実施例１と同じ平板状の希土類焼結磁石（ネオジム鉄ホウ素系磁石）を用いた。

ブラシ毛材をスリーブの外周に植設してブラシを作製した。スリーブの内径、外径、初期毛材の長さは実施例１と同じである。

（ブラシ毛材）
ダイヤモンド砥粒は実施例１と同様のものを用い、金属粒はＳＵＳ３０１、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４からなる粒子のいずれかを用い、樹脂にはポリオレフィン系のポリエチレン、ポリハロゲン化ビリニデン系ポリ塩化ビリニデンまたはポリエステル系ポリエチレンテレフタレートを用いた。

表２のＮｏ．１７からＮｏ．２２に示す通りに、金属粒、樹脂をそれぞれ変えている。また、砥粒含有率、金属粒含有率も変化させている。残部を樹脂としている。

[加工条件]
希土類焼結磁石の両端部である５ｍｍ×１０ｍｍの面の角部および縁部を、曲率半径Ｒ＝０．６ｍｍになるように、回転軸の回転数、クーラントの吐出圧、磁石を保持する保持具を回転させる保持部回転部の回転数およびブラシ集積体と磁石の位置を調整し、１０００個面取り加工した。

面取り加工の手順は実施例１と同じである。

表２に記載のＮｏ．１７からＮｏ．２２のブラシを用いた場合における、磁石１個あたりの両端部の面取り自体にかかった平均時間を調べたところ、表２に示す結果となった。

なお、Ｎｏ．１８は、Ｎｏ．１７と同じ砥粒含有率で金属粒を含んでいない比較例である。

表２の結果より、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４のステンレスを用いた場合にも、実施例１で示したＳＵＳ３１６Ｌの場合と同様に、ブラシに金属粒を含有させることで面取り加工能率を特に向上させることができることがわかった。

なお、Ｎｏ．２０、Ｎｏ．２２の試料ではブラシの毛折れが発生する場合があることが確認された。このため、実施例２で得た結果と同様に、金属粒としてステンレス鋼からなる金属粒を用いる場合には、砥粒含有量が３質量％以上２５質量％以下、金属粒含有量が３質量％以上１５質量％以下とし、砥粒含有量と金属粒含有量との合計を３０質量％以下とするのが好ましいことが確認できた。

本発明の実施形態による希土類焼結磁石の面取り方法によれば、面取り加工による磁石の欠けの発生を抑制できるよう、能率的にＲ面取りされた希土類焼結磁石を作製することができる。

１ 面取り装置
２ ブラシ集積体
３ 希土類焼結磁石
４ 保持具
５ 保持具回転部
６ クーラント供給管
７ 回転軸
８ ブラシ毛材
９ 砥粒
９ａ ダイヤモンド砥粒
９ｂ 金属粒
１０ 樹脂（母材）
１１ クーラント

Claims (8)

1. 回転するブラシと希土類焼結磁石の角部または縁部とを接触させる工程と、
   前記ブラシと前記磁石との接触部においてクーラントを供給する工程と
   を包含する希土類焼結磁石の面取り方法であって、
   前記ブラシは、砥粒と、前記砥粒とは異なる金属粒とを含む樹脂から構成された複数のブラシ毛材を有しており、
   前記砥粒は、ダイヤモンド砥粒であり、
   前記金属粒は、ステンレス鋼、鉄、銅、真鍮およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つの金属またはその合金からなる、希土類焼結磁石の面取り方法。
2. 前記金属粒は、非磁性体である、請求項１に記載の希土類焼結磁石の面取り方法。
3. 前記樹脂は、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリハロゲン化ビリニデン系、および、ポリエステル系のいずれかの樹脂である、請求項１または２に記載の希土類焼結磁石の面取り方法。
4. 前記ブラシ毛材において、前記砥粒の含有量が１質量％以上４９質量％以下、前記金属粒の含有量が１質量％以上２５質量％以下、残部が樹脂である、請求項１から３のいずれかに記載の希土類焼結磁石の面取り方法。
5. 前記砥粒の含有量が３質量％以上２５質量％以下、前記金属粒の含有量が３質量％以上１５質量％以下、前記砥粒の含有量と前記金属粒の含有量との合計が３０質量％以下である、請求項４に記載の希土類焼結磁石の面取り方法。
6. 前記金属粒は、ステンレス鋼からなる金属粒である、請求項５に記載の希土類焼結磁石の面取り方法。
7. 前記ブラシ毛材における砥粒、金属粒および樹脂の体積は、樹脂の体積＞砥粒の体積≧金属粒の体積の関係にある、請求項１から６のいずれかに記載の希土類焼結磁石の面取り方法。
8. 前記希土類焼結磁石は板状であり、前記希土類焼結磁石の端面に含まれる複数の辺に対して前記回転するブラシを連続的に接触させる、請求項１から７のいずれかに記載の希土類焼結磁石の面取り方法。