JP6389251B2 - 径方向磁化及び強化機械強度を有する環状焼結磁石 - Google Patents

Description

本発明は、環状形状と径方向磁化を有する焼結磁石に関する。そのような磁石は、好ましくは、粉末射出成形（ＰＩＭ）、冷間粉末圧縮、又は粉末から部品を成形するための他の技術によって形成される。

本発明は、径方向磁化を有するそのような環状磁石の使用を必要とする任意の技術分野、例えば電動機の分野に適用できる。

従来、「径方向磁化」は、環状磁石の周囲に回転対称で分散された径方向（点光源で測定された）の磁化を指す。換言すると、磁界は、環状磁石の周囲の全ての点で径方向に向けられる。

Ｒ−Ｆｅ−ＢやＲ−（Ｃｏ，Ｆｅ）（Ｒは希土類の少なくとも１つの元素を指す）などの希土類を主成分とする高性能磁石と（Ｓｒ，Ｂａ）−Ｆｅ−Ｏ型のヘキサフェライトは、通常、様々な基本工程を含む粉末冶金プロセスを使用して製造される。

最初に、粉末は、必須組成を含むマイクロメートルサイズの粒子で合成される。

次の工程は、そのような粉末の射出又は圧縮による多孔質ブランクの成形であり、次に焼結が行われて、高密度部品が得られる。

焼結後、部品は、必要寸法を達成するために研磨されることがあり、場合によっては部品の酸化を防ぐために被覆される。部品は、最終的に、所定温度での磁石性能の２つの特性である残留磁気誘導Ｂ_ｒと最大エネルギー積（ＢＨ）_ｍａｘを得るために、磁界中で磁化される。

ブランクを成形するための最もよく使用される成形技術は、乾燥ペースト粉末の冷間圧縮又は粉末射出成形（ＰＩＭ）である。焼結による凝固と組み合わされたそのような粉末冶金技術は、種々様々な金属及びセラミック部品を作成するために使用されうる。

乾燥粉末は、ダイ内の圧縮（一軸加圧成形）、又は「冷間静水圧圧縮」（ＣＩＰ）と呼ばれる静水圧圧縮によって凝縮されることがある。いずれの場合も、高圧（例えば、５００〜５０００バール）下で凝縮される粉末には、少量の潤滑剤（通常は、５質量％未満）が追加される。圧縮後の部品の多孔率は、約２０〜５０％である。この方法の１つの変形は、粉末と有機及び／又は無機化合物との混合物であるペーストを調製し、次にこのペーストをダイ内で圧縮することによって成形することである。圧縮後、有機／無機相が、化学的又は熱脱バインダ処理によって除去され、ブランクの多孔率を２０〜５０％にする。

多数の様々な複合成形物を製造するために、射出成形技術が使用されることが多い。そのような方法で、最初の工程は、目標用途に合った原料を得ることから成る。原料は、射出成形の媒介物（vector）である有機材料（又は、高分子バインダ）と無機粉末（金属又はセラミック）との混合物からなる。次に、原料は、熱可塑性材料として射出される。

剥離後、部品は、熱処理又は化学処理によって脱バインドされて、有機相を除去してブランクの多孔率が２０〜５０％となるように余地を残す。そのような原料を調製する方法は、当業者に知られている。

前述のように、最もよく使用されている技術は、冷間圧縮と粉末射出成形であるが、他の方法も可能である（ストリップ成型、シルクスクリーン印刷、インクジェット印刷、プレスレスプロセス（ＰＬＰ）と呼ばれる負圧による圧縮）。

ブランクのために選択された形成技術に関係なく、部品は、粉末粒子を好ましい方向に配向するために、粉末の成形と磁界の印加を組み合わせることによって作成されることがある。

多孔質ブランクは、通常は１０００°Ｃを超えるが材料を形成する主相の溶融温度より常に低い、高温の焼結によって高密度化される。焼結と呼ばれるこの固化は、使用される化合物のタイプに適応された雰囲気中で動作する炉内の熱処理によって行われる。

通常、部品は、非等温勾配と定温プラトーを使用して行われる熱処理中に高密度化され、個々の特性（持続時間、レベル）と順序は、材料等級の関数として厳密に調整される。熱処理は、特に、予想される高密度化率と微小構造に適応される。これの理由で、通常、同じ熱処理を適用して、異なる組成を有する２つの材料を同時に焼結することはきわめて難しい。焼結の不適合が克服されたとき、複数材料の構造を単一の共焼結処理に統合することができる。しかしながら、材料間の化学的相互拡散現象が残っており、異なる材料との共焼結磁石の場合には、許容できない化学汚染が生じることがある。

焼結熱処理の終わりに、部品は、周囲温度まで冷却され、したがって、熱膨張率の値に応じた振幅で収縮する。焼結部品は、本質的に多結晶であり、換言すると、結晶配向を保持する初期粉末の粒子から得られた強結合された結晶粒子（数マイクロメートルのサイズを有する晶子）からなる。

最後に、焼結部品は、その部品に対して所定の方向に向けられた磁界の印加によって磁化される。磁場は、磁化器と呼ばれる特定の電磁気装置によって作成される。

焼結多結晶部分の磁化により生じる磁石の残留磁界Ｂ_ｒの値は、まず飽和時の分極値（Ｊｓ）を決める化学組成に依存し、次に磁石の磁気異方性度Ｄに依存する。磁石の所定の方向Ｂ_ｒの残留磁界の値は、当業者に知られた実験技術によって（例えば、透磁率計と呼ばれる機器によって）正確に測定されうる。これと同じことは、磁石が形成される磁性相によって決定された飽和時の分極値（Ｊｓ）にもあてはまる。

これらの後者の３つの物理的大きさは、以下の式によって関連付けられる。

この式で、ρは磁石の密度であり、ρ_０は理論密度であり、αは非磁性体相の体積分率である。これらの後者の２つのパラメータも、従来の技術によって決定されうる。したがって、所定の磁石に関する前の式は、その異方性度Ｄを決定する。磁石の他の特徴的大きさによる磁石の異方性度のこの定義は、しばしば使用される。例えば、この定義は、特許文献１に使用されており、異方性度は配向度と呼ばれる。

磁気異方性度Ｄは、また、材料を構成する結晶粒子の磁化容易軸の配向にも依存する。

この配向は、磁化に使用される磁界の方向に対して識別され、残留磁界Ｂ_ｒが測定される。焼結材料（晶子）の個々の粒子の磁化容易軸は、結晶格子の主軸に対して識別された特定方向に対応する。所定の方向に対する結晶粒子の磁化容易軸のアライメントは、結晶格子（換言すると、その全体における粒子（晶子））が回転されることを必要とする。

粒子の磁化容易軸が全て同じ方向にアライメントされたとき、材料の最大磁気異方性度Ｄが１となる。この場合、材料は、完全異方性材料と見なされる。これと反対に、粒子の磁化容易軸が任意に向けられたとき、材料の磁気異方性度が低くなり（例えば、Ｄ＝１／２）、この場合、材料は、完全等方性と見なされる。磁気異方性度の中間値１／２＜Ｄ＜１は、異方性材料を部分的に特徴づける。環状形状を有する部品の場合、磁化を作成する磁場は、磁石の径方向に向けられ、換言すると、部品の周囲の全ての点で径方向である。

したがって、径方向の磁気異方性度は、従来、この特定方向に対する磁化容易軸の配向を特徴付けるために使用されている。以下では、磁気異方性度Ｄは、常に、この部品の径方向に対して規定され、この方向に沿って測定された残留磁界Ｂ_ｒと最大値Ｂ_ｒ ^ｍａｘとの比率と見なされ、

ここで、磁石の残留磁界の最大値Ｂ_ｒ ^ｍａｘは、以下の式によって示される。

粉末粒子の磁化容易軸は、焼結部品の磁気異方性度を高めるために、磁性粉体を形成する最初の段階で単一方向に合わせられる。単一方向は、前述の意味により径方向である。

方法のこの段階で、磁性粉体粒子は、互いに僅かに結合されているだけであり、外部磁界によって与えられた方向に沿った粒子の回転運動によって個別に配向されうる。これを達成するには、粉末粒子自体が異方性でなければならず、換言すると、これらの粒子内の磁化容易軸が、好ましい方向に整合されなければならない。この条件は、必然的に、使用される粒子が単結晶であるとき、換言すると単一の結晶粒子からなるときに満たされる。また、異方性多結晶粉末粒子の使用によっても満たされる。そのような粉末は、各粉末粒子自体が、互いに同じ配向で組み立てられた幾つかの結晶粒子からなるときに、この名前で呼ばれる（ＨＤＤＲ（水素化・不均化・脱水素・再結合）型粉末）。単結晶又は多結晶異方性粉末は、異方性粉末と呼ばれる。

これと反対に、等方性多結晶粒子、換言すると粒子方向がランダムな粒子は、等方性粉末と呼ばれる。これらの等方性粉末は、０．５を超える磁気異方性度を有する焼結部品を作成するように整合されない。

ＰＩＭ射出用の原料に混入された異方性粉末を配向するのに必要な磁界の強度は、連続的には約０．５〜３Ｔであり、それに対して、凝縮された乾燥粉末を圧縮するためのパルス磁界では２〜８Ｔである（ＣＩＰによる粉末の冷間圧縮又は一軸圧縮の場合）。情報として、特許文献２は、電磁気装置を使用して環状キャビティ内で粉末粒子を径方向に配向するための方法を開示する。圧縮後に得られた全ての粉末粒子の異方性度は、典型的には０．８を超える。

既に述べた方法によって製造された磁石の用途に関して、特に磁気結合システムと、サーボモータやＤＣブラシレスモータなどの電動機とが区別される。そのようなシステムでは、湾曲した永久磁石が、主軸のまわりに回転駆動される円筒状部品の周囲に取り付けられる（例えば、電動機の回転子のように）。電動機の場合、電動機内に高強度（理論限界Ｂ_ｒ＝Ｂ_ｒ ^ｍａｘに近い）で径方向に配向された磁化（Ｄ＝１）を有する焼結環状磁石を一体化することが、多くの理由のために特に好都合である。

第１に、磁石の残留磁界の径方向配向は、回転子と固定子の間に最大トルクを提供することができ、同時に騒音公害と振動が最小になる。更に、トルク振幅が、残留磁界の強度に依存するので、強い磁気異方性を有する磁石の使用によって電動機性能が改善される。この場合、材料の全ての微視的磁気モーメントは、整合され加法的であり、この方向に最大残留磁界が生成される。この蓄積効果は、特に材料密度が高いとき重要であり、これは焼結材料に当てはまる。これにより、きわめて高速で回転する高エネルギー密度を有する小型回転子を提供することができる。

更に、例えば８００００ｒｐｍを超える高い回転速度の動作は、慣性力を磁石上に生成し、それにより、回転子が裂けるか更に断片化しやすい。放射状リングの形状を有する磁石を使用することによって、回転子との組み立てをきわめて安定させることができる。

粉末冶金による異方性環状磁石の作製は、形成方法に固有の熱機械的応力による部品のクラックの危険を生じさせ、この危険は克服されなければならない。

そのような内部応力は、焼結工程後の冷却中に現われ、このタイプの磁石に特有の２つの特性から生じる。

第１の特性は、磁化容易軸の選択配向から生じる材料の異方性熱機械的挙動である。詳細には、熱膨張は、残留磁界を伝える磁化容易方向に対応する部品の半径方向と、他の２つの主方向との間で大きく異なり、これにより、温度変動中に部品に歪み不整合が起こる。

第２の特性は、部品の歪みを防ぐリングのいわゆる「閉じた」幾何学形状である。これに対して、タイルなどのいわゆる「開いた」幾何学形状の場合、そのような歪みは、内部応力の適応を容易にする。

上記２つの状態のうちの１つを除去すると、焼結中の材料内の熱機械的応力がなくなるが、磁気系の性能が低下する。前述の粉末冶金技術を使用して放射状リングを製造するための先行技術に開示された解決策は、磁石性能を体系的に低下させる。

例えば、特許文献３は、製造応力に対応できるように、初期合金に非磁性元素を添加し、磁石に塑性歪み特性を与えることを開示する。しかしながら、添加元素は、合金の組成を変化させ、磁石の最大極性化、したがって残留磁界の値を低下させる。

特許文献４は、別々に製造された幾つかの角度セクタを組み立てることによって径方向配向を有するリングを製造する方法を開示する。この場合、部品は、規則的な組み立てを行うために正確に機械加工されなければならない。しかしながら、セクタ間の接合は、高速や振動などによって生じる可能性のある高荷重と適合しない機械的弱点となる。

非特許文献１は、径方向配向を有する細い異方性フェライトリング、換言すると内半径と外半径の比率が０．８５を超えるリングが、焼結によるクラックなしに製造できることを例示する。そのような細いリングの場合、製造応力は、材料の機械的強度より小さい。しかしながら、この場合、磁石の体積が減少し、したがって、磁気系の全体性能が低下する。

最後に、特許文献５は、半径方向と接線方向の熱膨張の不適合を減少させる割合の範囲内のリングの磁気異方性度の低下に基づく。この場合も、異方性度に依存する残留磁界によって磁石性能が低下する。

欧州特許０７１９７４５Ｂ１号公報 欧州特許公開１５４８７６１Ａ１号公報 日本国特許公開２０００−１５０２１７号公報 日本国特許公開０７−１６１５１２号公報 日本国特許公開１１−０５４３５２号公報

「Complications in Firing Oriented Hexaferrites Due to Anisotropic Effects」「Cracking of Radially Oriented Rings During Firing」Science of Ceramics, vol. 7, pp. 29-44, (1973)

したがって、本発明の目的は、先行技術による実施形態に関連した前述の欠点を少なくとも部分的に克服することである。

これを達成するため、本発明の目的は、第１に、残留磁界の径方向配向を有する焼結環状磁石であり、前記磁石は、
−半径方向の第１の磁気異方性度Ｄ１を有する強磁性体から作成された主環状部分と、
−磁石の前記主部分に固定された環状強化部分とを有し、強化部分が、主部分を形成する強磁性体と同じ主磁性相を有しかつ半径方向に第２の磁気異方性度Ｄ２を有する強磁性体から作成され、第１の磁気異方性度Ｄ１は、第２の磁気異方性度Ｄ２より高い。

本発明は、強化部分の追加を可能にし、その強化部分が、磁石の主部分より弱い異方性を有し、したがって主部分内で生じる応力に対抗する応力を作成することができるので有利である。したがって、この主部分のクラックの可能性が大幅に低減される。

更に、強化部分が、主部分と同じ強磁性体からなるか、少なくとも後述される従来の意味で同じ主磁性相を有するので、これらの２つの主部分と強化部分は、完全に適合し、例えば強化部分と主部分を形成する粉末の単純な共焼成作業中に得られる接合はきわめて十分であることが分かる。

詳細には、２つの部分を互いに直接接触させることができるので、この機械的接合を行うために異物を追加しなくてもよい。関連した追加コストとは別に、磁石の部品を組み立てるための異物の追加は、磁石の性能を低下させる可能性のある汚染源となる。したがって、この欠点は、本発明による単一磁石の生産によって回避される。

更に、本発明による磁石の特別の設計によって、均質磁石を製造するための既存の技術を使用する生産の想定が容易になる。

最後に、本発明による磁石は、寸法制約なしに作成されうる。詳細には、この磁石は、先行技術による幾つかの実施形態と異なり、太い主部分を有してもよい。

本発明は、個別又は互いの組み合わせで得られる以下の好ましい特徴の少なくとも１つを有しうる。

前記強化部分は、磁石の主部分の内周に配置される。あるいは、前記強化部分は、主部分のまわりの外部に配置されてもよい。

主部分の平均半径厚さと強化部分の平均半径厚さとの比率は、０．１〜５であり、より好ましくは０．５〜２である。

更に、磁石の主部分の内径と外径の比率は、０．５〜０．８５である。

磁石の主部分と強化部分を形成する強磁性体は、以下の３つのタイプの化合物のうちの１つに属する。
−Ｒ_２Ｆ_１４Ｂ主磁性相を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ合金。Ｒは希土類系の元素である。
−ＲＣｏ_５及びＲ_２Ｃｏ_１７主磁性相を有するＲ−Ｃｏ合金。Ｒは希土類系の元素である。
−ＭＦｅ_１２Ｏ_１９主磁性相を有するヘキサフェライト。ここで、Ｍ＝Ｂａ又はＳｒ。

磁石の主部分とその強化部分と境界が構成される。換言すると、境界は、この事例では円形ではないが、例えば、この境界に沿って交互に配置された突出部と凹部を有する。

境界の構造化により、まず磁石の機械的強度が改善される。その場合、突出部は、磁石の主部分内の強化部分の固着を強化する歯と見なすことができる。構造化は、また、最終磁化後の磁界の強度を、周囲方向に沿って変調することができる。

半径方向の第１の磁気異方性度Ｄ１は、０．８を超え、第２の磁気異方性度Ｄ２は０．８未満であり、２つの間の比率は、好ましくは１〜２である。

本発明の別の目的は、前述のような環状焼結磁石を得るブランクの組立体であり、組立体は、
−第１の強磁性体粉末から作成され、ブランクの組立体の半径方向に第１の磁気異方性度Ｄ１を有する主環状部分のブランクと、
−磁石の主部分の前記ブランクに隣接した環状強化部分のブランクとを有し、強化部分のブランクが、第１の強磁性体粉末と同じ主磁性相を有し、ブランクの組立体の半径方向に第２の磁気異方性度Ｄ２を有する第２の強磁性体粉末から作成され、第１の磁気異方性度Ｄ１は、磁気異方性Ｄ２より高い。

ブランクの形成に使用される粉末を構成する強磁性体が、好ましくは、
−主磁性相がＲ_２Ｆ_１４ＢであるＲ−Ｆｅ−Ｂ合金と（Ｒは希土類系の元素である）、
−主磁性相がＲＣｏ_５とＲ_２Ｃｏ_１７を有するＲとＣｏの合金と（Ｒは希土類系の元素である）、
−主磁性相がＭＦｅ_１２Ｏ_１９であるヘキサフェライトと（Ｍ＝Ｂａ又はＳｒである）を含む３つのタイプの化合物のうちの１つに属する。

したがって、ブランクのこの組立体は、焼結され、次に残留磁気誘導を得るために磁化工程が磁界下で行なわれ、その後で磁石が得られる。射出成形によって得られるブランクの事例では、本発明による組立体は、好ましくは、以前に脱バインドによって除去された原料媒介物を含まない。

更に、本発明によるブランクの組立体では、強化部分のブランクは、２つのブランクの共焼結前に、例えばその最終密度の最大９５％に達するように部分焼結されてもよい。

明らかに、本発明によるブランクの組立体の好ましい特徴は、前述の磁石の特徴と同一又は類似でよい。

本発明のもう１つの目的は、前述のような磁石を製造する方法であり、この方法で、主部分と強化部分のブランクは、１つ以上の粉末成形技術を使用して、好ましくは粉末噴射又は粉末冷間圧縮によって作成される。しかしながら、これらのブランクを製造するために、当業者が既知の他の粉末成形技術（例えば、ストリップモールド、シルクスクリーン印刷、インクジェット印刷、プレスレスプロセス（ＰＬＰ）など）を使用してもよい。

次に、選択された成形方法に関係なく、ブランクは、共焼結によって高密度化され、したがってそれらのブランクを同時に組み立てることができる。共焼結は、従来、接触状態の２つ又は幾つかの部分の同時焼結を指し、共焼結中に、部分の境界にある粒子が互いに結合して、部分の間に堅い接合を形成する。

２つのブランクが、同じ強磁性体から又は少なくとも同じ主磁性相を有する強磁性体から作成されるので、同時焼結とも呼ばれる共焼結工程は、完全に制御される。詳細には、２つのブランクの高密度化には、同一の熱処理と焼結雰囲気が適する。

本発明による方法は、個別又は互いの組み合わせで得られる以下の好ましい特徴の少なくとも１つを有しうる。

強化部分のブランクと主部分のブランクが、共射出成形によって作成される。

第１の可能性によれば、主部分のブランクが、前記強磁性体の異方性粉末Ｐ１を含む第１の原料から作成され、強化部分のブランクが、異方性粉末Ｐ１と同じ主磁性相を有する強磁性体の等方性粉末Ｐ２を含む第２の原料から作成される。

第２の可能性によれば、主部分のブランクが、前記強磁性体の異方性粉末Ｐ１と第１の射出媒介物Ｖ１とを含む第１の原料から作成され、強化部分のブランクが、前記強磁性体の異方性粉末Ｐ１と、磁界下で磁化容易軸を磁石の半径方向に配向する粉末粒子の性質が第１の媒介物Ｖ１の性質より弱くなるように選択された第２の射出媒介物Ｖ２とを含む第２の原料から作成される。

第３の可能性によれば、主部分のブランクが、前記強磁性体の異方性粉末Ｐ１と第１の射出媒介物Ｖ１を含む第１の原料から作成され、強化部分のブランクが、同じ異方性粉末Ｐ１と同じ第１の射出媒介物Ｖ１とを含む第２の原料から作成され、第１の原料中の粉末含有比率Ｔｃ１が、第２の原料中の第２の粉末含有比率Ｔｃ２と異なり、その結果、磁界下で磁化容易軸を磁石の半径方向に配向する粉末粒子の性質が、第１の原料の性質より弱くなる。

更に、強化部分のブランクは、後で主部分のブランクを作成するために型の一部として使用される前に作成されてもよい。これは、強化部分上の主部分のインサート成形である。

更に、強化部分のブランクは、主部分のブランクを製造するための型として使用される前に部分焼結されてもよい。

最後に、主部分が製造されるとき、部分焼結された強化部分のブランクは、主部分のブランクの粒子の磁化容易軸を磁石の半径方向に配向するように磁化される。好ましくは、前述の磁化は、主部分のブランクの成形装置と関係なく、特定の磁気装置（磁化器）で行われてもよい。

本発明のその他の利点及び特徴は、以下の非限定的な詳細な説明を読んだ後で明らかになる。

この説明は、以下の添付図面に関して行われる。

本発明の１つの好ましい実施形態による磁石の断面図である。 前の図に示された磁石の斜視図である。 図１と類似の視界を示す図であり、磁石は代替実施形態によって作成されている。 先行技術による均質リングの半径方向に生じる機械的応力のプロファイルを、本発明に特有の２分割リング内の応力プロファイルと比較するグラフである。 本発明の第１の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第１の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第１の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第１の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第２の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第２の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第２の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第２の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第２の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第３の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第３の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第３の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第３の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第３の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第３の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第３の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第４の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第４の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第４の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第４の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。 本発明の第４の好ましい実施形態による、図１と図２の磁石を製造する方法の連続した様々な工程を示す図である。

まず図１と図２を参照すると、図は、軸２を有し、矢印５によって図示された残留磁界の径方向配向を有する環状焼結磁石を示す。前述のように、従来、これは、環状磁石の周囲に回転対称で分散された（点で測定された）径方向の磁化である。換言すると、磁界は、環状磁石の周囲の全ての点で径方向に配向されている。

全体的に、磁石は、互いに固定され単一ブロック型組立体を構成する２つの同心部分からなる。最初に、形状が環状で、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ合金、Ｒ−Ｃｏ合金（Ｒは、希土類系の元素）及びＢａ又はＳｒのヘキサフェライトのうちから得られた強磁性材料で作成された磁石の主部分４がある。

磁石の外側部分を構成する主部分４は、径方向に第１の磁気異方性度Ｄ１を有する強磁性体を含む。この事例で、またこの説明の残りの部分の全体にわたって、「磁気異方性度」という表現は、前述の従来の意味で理解されるべきである。この磁気異方性度Ｄ１は、半径方向の磁化容易軸の選択配向を反映する０．８を超えることが好ましい。

主部分４の内周に固定された磁石の内側部分は、環状強化部分６からなる。これは、主部分と同じ強磁性体から作成される。

表現「同じ強磁性体」は、同じ化学組成を有する材料を意味する。

あるいは、使用される２つの材料は、同じ主磁性相を維持しつつ僅かに異なる化学組成を有してもよい。

この点で、強磁性体が、１つ又は幾つかの主磁性相と、焼結中に主磁性相と適合する非磁性二次相（例えば、粒境に分散された）を含むことに注意されたい。したがって、本発明では、２つの強磁性体は、少なくとも同じ主磁性相を有するが、非磁性体二次相は、材料によって異なることがある。

更に、焼結磁石の主部分の主磁性相が、本発明の範囲から逸脱することなく最新技術によりドープされうることが分かる。換言すると、磁石の主部分内のドープされた主磁性相は、この磁石の強化部分内で異なるようにアンドープ又はドープされた同じ主磁性相と同一であるとみなされなければならない。この場合、特定の主磁性相の「グレード」の概念が導入される。

磁石の主磁性相をドープする原理は、当業者に知られており、以下に簡単に述べる。

主磁性相内の幾つかの化学元素は、位相の固有特性（例えば、結晶磁気異方性）を改善するために、他の適合する化学元素と置き換えられてもよい。この置換は、ドーピングとも呼ばれ、強磁性体の主磁性相の全ての化学元素の全体質量の１０％以下に適用される。以下の表は、幾つかの可能な置換例を示す。

磁性相内の置換は、それにより強磁性体の重要な磁気特性、即ちその保磁力が改善されるので有利である。そのような置換は、物理的性質と、特に熱膨張率にも影響を及ぼす。例えば、ＭＦｅ_１２Ｏ_１９相内のＦｅをＴｉで置換すると、熱膨張率の値が徐々に改善される。

前述のような同じ主磁性相を有する強磁性体だけが、焼結のような高温熱処理（例えば、１０００°Ｃを超える）中に互いに熱力学的に適合する。例えば、ＭＦｅ_１２Ｏ_１９主磁性相は、空気中で焼結され、Ｒ_２Ｆ_１４Ｂ主磁性相は、二次真空中で焼結されて、その安定性が保証される。２つの前述の強磁性体の共焼結は、磁性相を完全に不安定にし、したがって維持されない。

しかしながら、前述のように、１つ又は幾つかの置換元素を含む特定の主磁性相を有する組成物は、共焼結中、得られた非置換磁性相又は様々な置換を有するこの特定の相と適合したままである。この場合、各相は、共焼結中に熱力学的に安定したままである。

しかしながら、この説明の残りの部分全体にわたって、これらの２つの強磁性体が同一であると仮定されるが、これは、前述の制限の範囲内で必ずしも当てはまらない。

更に、半径方向に沿った強化部分６に第２の異方性度Ｄ２が提供されるが、異方性度Ｄ１は、異方性度Ｄ２より高い。例えば、異方性度Ｄ２は、０．８より小さく、Ｄ１とＤ２の比率は、例えば１〜２である。次に、強化部分は、弱い異方性を有し、これにより、強い異方性を有する主部分４のクラックの危険が制限される。

主部分の平均半径厚さと強化部分の平均半径厚さとの比率は、好ましくは０．１〜５であり、更に好ましくは０．５〜２である。更に、磁石の主部分４の内径と外径の比率は、０．５〜０．８５である。したがって、本発明による磁石は、かなり大きい厚さを有してもよい。

前述のように、半径方向（Ｄ＞０．５）に磁化容易軸の均一配向を有する単一強磁性体からなる先行技術による均質リングを冷却すると、接線方向に熱機械応力が生じる。そのような応力は、半径方向α_ｒと接線方向α_ｔの熱膨張率の差から生じる。無応力状態は、高温（換言すると１０００°Ｃを超える）で焼結プラトーの終わりに対応する。そのようなリングでは、引張応力は、プラトー温度Ｔ_ｆから周囲温度Ｔ_ａまでの焼結部品の完全冷却中に最大である。この方法によって与えられるこの引張応力は、リングの内半径上にある。引張応力は、以下の式から推定することができる。

ここで、
ΔＴ＝Ｔ_ａ−Ｔ_ｆ
Ｅ_ｒ＝径方向の焼結材料のヤング率
Ｅ_ｔ＝接線方向の焼結材料のヤング率
ｋ＝√（Ｅ_ｔ／Ｅ_ｒ）
ρ＝Ｒ_ｉｎｔ／Ｒ_ｅｘｔ：リングの内半径と外半径の比率

この方法によって与えられたこの応力が、材料の引張強さに達したとき、リングの半径方向にクラックが生じる。半径方向Ｄのアライメント度が１である均質リングの場合、この製造応力は、半径の比率Ｒ_ｉｎｔ／Ｒ_ｅｘｔが低下すると増大する。換言すると、クラックの危険は、リングの厚さと共に増大する。更に、以下の表に、径方向配向を有し異なる強磁性体からなる均質リングの場合に達成できるＲ_ｉｎｔ／Ｒ_ｅｘｔ比の最小値を示す。

半径方向（Ｄ＜１）のアライメント度が低いと、より太い均質リングの作成が可能になる。熱機械応力のレベルは、アライメントパラメータＤとともに低下する。これは、パラメータＤの減少が、半径方向と接線方向の熱膨張率の差の減衰を意味することによる。以下の式を使用して、熱膨張率の差をアライメント度の関数として評価することができる。

したがって、太い均質リングの製造は、高いアライメント度を得ることと適合せず、したがって、高い磁気特性（Ｂ_ｒ）と適合しない。機械的強度と、環状磁石によって出力される磁束との間に妥協点を見出さなければならない。

以下の表は、Ｒ_ｉｎｔ／Ｒ_ｅｘｔ比率の様々な値に対して最新技術で達成できる最大配向度の値を示す。

本発明で開示されるような２部品のリングの製造は、寸法及び／又は配向度に関する上記の制限を克服することができる。前述のように、本発明の原理は、リングの一部分を、磁石の主部分に有害な機械的応力を伝達できる機械的強化として使用することからなる。この場合、主部分は、熱機械応力が除去され、強磁性体によって期待される磁気特性による最適な磁気特性を有するように製造されうる。この原理は、図３ａに示され、この図は、強化のない先行技術による均質リングの半径にこの方法によって与えられた機械的応力のプロファイル（曲線（Ｂ））を、本発明で述べるような２部品リングの応力プロファイル（曲線（Ａ））と比較する。

したがって、図３ａのグラフで分かるように、本発明の主部分は、引張応力値を許容値（材料の引張強さ）より低くするために、強化部分によってプレストレスされる。プレストレス値は、強化部分と主部分の熱膨張率の差に依存する。

同じ主磁性相を有する２つの部品の熱膨張率の値は、検討される磁性相と、主磁性相内の置換元素の配向度、粒形態、性質及び含有量などの微小構造パラメータに依存する。これらのパラメータは、この方法によって与えられる応力レベルを２つの部分のそれぞれの張力限度より低く維持し、それによりクラックを防ぐために、磁性相を変更せずにリングの２つの部分のそれぞれに調整されてもよい。応力の正確な計算は、有限要素法に基づく構造計算ソフトウェアを使用する熱機械分析によって行うことができる。これらの計算コードは、よく使用され、当業者に周知であり、本明細書ではこれ以上詳しく説明されない。

この原理は、以下の３つの例で適用される。

１．ＳｍＣｏ型の異方性焼結リングの製造
ＳｍＣｏ型強磁性体は、検討される全ての材料のなかで最低の引張強さ（典型的には、３５ＭＰａ）を有し、したがって、半径のＲ_ｉｎｔ／Ｒ_ｅｘｔ比率が０．９未満の径方向配向を有するリングを焼結によって作成できない。以下の例では、内部分にＳｍＣｏ等方性強化を使用することによって、０．８のＲ_ｉｎｔ／Ｒ_ｅｘｔ比を有し半径方向（Ｄ＝１）に完全に配向された磁界を有するＳｍＣｏ型リングを作成できることが示される。以下の表は、強化材を有するリング内で達した引張応力の最大値を、強化材の内半径Ｒ’_ｉｎｔの関数として示す。

これらの値は、有限要素計算によって得られた。リングの外半径（Ｒ_ｅｘｔ）の０．７倍以下の内半径Ｒ’_ｉｎｔが、製造中にリングのクラックを防ぐのに十分であることが分かる。

本発明の用途は、この例だけに限定されない。どの幾何学形状や磁石タイプにも同じ原理を使用することにより、特定の強化材のサイズを決めることができる。

２．ＳｒＦｅＯヘキサフェライト型の異方性焼結リングの製造
ヘキサフェライトの引張強さは、ＳｍＣｏ材料より高い。しかしながら、これは、粒度と形状を含む幾つかの微小構造パラメータに依存する。

粒子は、ヘキサフェライト粉末に使用された合成方法により、多少伸長されてもよく、等軸粒子又はプレートリット形でもよい。この形態は、粒子の長さと高さ（Ｌ／Ｈ）の比率によって特徴付けられる。典型的な主磁性相の二種類の粒形態で得られた機械的特長を以下に示す。

これらのデータから、高い引張強さを有するＳｒＦｅ_１２Ｏ_１９磁性相が、最も低い靭性を有することが分かる。径方向配向を有する焼結リングを作成するには、引張強さ（等軸粒子）が最大になる粒子形態を優先することが望ましい。しかしながら、この場合、例えば研磨作業中に機械的強度を低くする材料靭性が最小になる。本発明は、ヘキサフェライトから作成された径方向配向を有するリングを最適な靭性で製造できることを示す。

開示された事例は、外側部分の半径比Ｒ_ｉｎｔ／Ｒ_ｅｘｔが０．８５の完全な径方向配向（Ｄ＝１）を有するリングに適用される。強化材がない場合、焼結法によって加えられる最大引張応力は９０ＭＰａであり、これは、細長い粒子を含む材料の引張強さより高い。したがって、この事例では、材料に十分な引張強さ（１５０ＭＰａ）を与えるために等軸粒子を使用することは適切な判断である。

後述する内部強化材を使用する際、この方法によって主部分に与えられる応力は、その幾何学形状（Ｒ_ｉｎｔ／Ｒ_ｅｘｔが０．８５）又はその配向度（Ｄ＝１）を修正することなく大幅に減少させることができる。以下の表は、強化部分に可能な構成を示す。

両方の解決策で、リングの主部分に加わる最大応力は５０ＭＰａ未満であり、したがって、細長い粒子を使用することができ、均質リングで得られた値より１０％高い靭性を達成することができる。この場合、強化部分は、この部分に伝わる引張応力に耐えるために等軸粒子からなる。寸法仕様を満たすために形成後によく行われる機械加工作業中に磁石の強度を改善できるので、最適な靭性を有する径方向配向を有するリングを作成すると有利である。本発明の用途は、この例だけに限定されない。同じ原理に基づいて、他の幾何学形状や他の磁石タイプのための特定の強化材を設計することができる。

３．ＮｆＦｅＢ型の異方性焼結リングの製造
ＮｄＦｅＢ型材料は、高い引張強さ（Ｄ＝１の場合に１５０ＭＰａを超える）を有する。極限強さは、アライメント度が減少するときに大幅に増大する。これは、等方性材料（Ｄ＝０．５）では３３０ＭＰａに達する。

この特性により、製造中のクラックの可能性なしに径方向配向を有する太いＮｄＦｅＢリングを設計することができる。

モータ回転子の外面に取り付けられた磁石を使用すると、高速回転中に接線方向に追加の引張応力が生じる。そのような応力は、遠心力によって引き起こされる。以下の関係を使用して、磁石の任意の点で追加の応力を評価できる。

Δσ＝ρＲ^２Ω^２
ρ：材料密度
Ｒ：リング内の半径位置
Ω：角速度

これらの応力は、製造応力に加わり、結果が磁石の引張強さに達したときに磁石の破壊を引き起こすことがある。選択された例は、０．８のＲ_ｉｎｔ／Ｒ_ｅｘｔ半径比と１００ｍｍの外半径Ｒ_ｅｘｔを有し完全径方向配向（Ｄ＝１）を有するリングである。焼結による製造後、この均質リングは、この方法によって７０ＭＰａの最大引張応力がかけられる。リングが、１５０００ｒｐｍで駆動されるとき、全応力は、材料の引張強さ（Ｄ＝１の場合に１６０ＭＰａ）より高い１９０ＭＰａであり、磁石にクラックを発生させる。

本発明は、０．８の同じ寸法Ｒ_ｉｎｔ／Ｒ_ｅｘｔ（Ｒ_ｅｘｔが１００ｍｍ）を有する径方向配向と、回転速度１５０００ｒｐｍに耐えることができる同じ磁気特性（Ｄ＝１）とを有する、ＮｄＦｅＢリングを設計する手段を提供する。これを達成するために、０．５〜０．７５のアライメント度を有する同じ材料から作成されかつ０．６に等しい半径比Ｒ’_ｉｎｔ／Ｒ_ｅｘｔによって特徴付けられた内部強化材が提供される。この事例では、１５０００ｒｐｍで、主部分の引張応力は、５０ＭＰａに減少し、強化は、引張強さより小さい最大値２１０ＭＰａまで荷重される。

本発明の用途は、この例だけに限定されない。他の幾何学形状、磁石タイプ及び回転速度に同じ原理にしたがって、特定の強化材が設計されうる。

図１と図２に示された実施形態では、主部分４と強化部分６の間の境界１０は、円形、より正確には円筒状である。図３に示された別の実施形態によれば、この境界１０は、最終磁化後に、磁石の機械的強度を改善しかつ／又は周囲方向の磁界の強度を変調するように構成されてもよい。

これを達成するため、境界は、例えば歯と凹部１４の形で、全て周囲に沿った突出部１２を有してもよい。

図４ａ〜図４ｄに関して、図１と図２に示された磁石を製造する方法の第１の好ましい実施形態について述べる。しかしながら、この第１の実施形態と、後述する実施形態は、構造化された境界を有する図３に示された磁石を製造するために等しく適用可能である。

この第１の好ましい実施形態では、強化部分のブランクと主部分のブランクが、共射出成形によって作成される。

これは、強磁性体の異方性粉末Ｐ１を含む第１の原料Ｍ１から主部分のブランクを作成することにより行われる。この粉末Ｐ１は、高分子結合剤とも呼ばれる高分子／有機配合物に対応する粉末の第１の媒介物Ｖ１と混合される。当業者に周知のように、原料は、熱可塑性材料として射出される。

この第１の原料Ｍ１の粉末は、ＨＤＤＲ（水素化・不均化・脱水素・再結合）技術を使用して得られることが好ましい多結晶形態と、結晶化リボンの生産用のいわゆる「ストリップキャスティング」技術と同一のプレーナフローキャスティング技術によって合金から得られることが好ましい単結晶形態の異方性である。プレーナフローキャスティング操作の後に、水素化脱水素化（ＨＤ）処理され、ガスジェットによって研磨されて０．５〜１５μｍの単結晶粒子が得られる。

更に、強化部分のブランクは、粉末Ｐ１と同じ組成を有する等方性粉末Ｐ２を含むが、多結晶粒子からなる第２の原料Ｍ２から作成される。粉末Ｐ２は、粉末Ｐ１の同じ第１の媒介物Ｖ１と混合されるが、異なる媒介物を使用することができる。多結晶粉末Ｐ２は、完全に等方性であるか、０．８より小さい低い異方性度を有する。この粉末Ｐ２は、例えば、廃棄部分の新しい処理により得られてもよく、好ましくはプレーナフローキャスティング技術を使用して合金から作成されてもよい。

図４ａに図示されたように、２つの原料Ｍ１，Ｍ２は、型１６に射出され、型１６内には、中空円筒２０又は類似物の内壁と、中心に配置されたより小さい径の中実円筒２２の外壁とによって区切られた管の形のキャビティ１８がある。キャビティ１８の直径、高さ及び厚さは、必要寸法を有するリングを作成するために調整される。型１６の幾何学的設計において、脱バインダと焼結の後で起こる体積の減少が考慮される。

原料Ｍ１，Ｍ２が、型のキャビティ１８内の必要な位置に射出された後で、粉末Ｐ１の粒子が、磁界（例えば、約０．５〜３Ｔ）の印加によって配向される。この磁界を加える方法は、当業者に知られており、したがって、当業者は、磁界を生成するための任意の手段２４を使用することができる。この点において、手段２４は、図４ｂに図示されており、型の外側部分２０と連結されるか一体化される。この磁界は、通常、永久磁石又は導電コイルのシステムから得られる。これは、図４ｂに矢印２８によって図示されたように、異方性粉末Ｐ１粒子の磁化容易軸をブランクの半径方向に合わせるために使用される。他方、この磁界は、等方性粉末Ｐ２に何も影響を及ぼさず、これにより、ブランクの半径方向の異方性度Ｄ１，Ｄ２の間に必要な差が得られる。

粒子は、溶融状態の原料により型内で磁界によって配向される。射出後、部品が冷却され凝固され、それにより、２つの原料内の粒子の配向が固定される。

次に、媒介物Ｖ１が除去され、この操作は「脱バインダ」と呼ばれ、図４ｃに図示された従来の手段３０によって行われる。これは、粉末Ｐ１とＰ２の焼結温度よりかなり低いが高分子を除去するのに十分な中間温度での熱処理でもよい。また、これは、溶剤や水溶液を使用する化学的除去処理、超臨界流体の循環による処理、又は触媒反応処理でもよい。

また、本発明による１組のブランク１００が、この操作の後で得られ、図４ｃに示されたように、強化部分のブランク６’の隣りに固定された主部分のブランク４’を含む媒介物が除去される。

次に、１組のブランク１００が、均質部品の焼結と同一又は類似の方式で、従来通り焼結される。したがって、これは、２つのブランクの共焼結であり、その焼結中、粒子は、手段２４による磁界の印加後に取り入れられた配向を維持する。またこの事例では、図４ｄに図示された焼結手段３２は、当業者が精通した任意の手段でよい。２つの強化部分と主部分は、共焼結中にその境界でしっかりと組み立てられる。

次に、得られた単一部品が、必要な残留磁界を有するように、従来方式で剥がされ磁化される。

この第１の好ましい実施形態に関して、２つの変形物を想定することができる。第１の変形物では、主部分のブランク４’は、常に、強磁性体の異方性粉末Ｐ１を含む第１の原料Ｍ１と、第１の射出媒介物Ｖ１から作成される。しかしながら、強化部分のブランク６’は、Ｖ１と異なる第２の射出媒介物Ｖ２と混合された同じ異方性粉末Ｐ１を含む第２の原料Ｍ２から作成される。この第２の媒介物Ｖ２は、手段２４によって生成された磁界の作用で磁石の径方向に磁化容易軸を配向する粒子／微粒子の性質が、第１の媒介物Ｖ１の性質より弱くなるように選択される。

第２の変形物では、主部分のブランク４’と強化部分のブランク６’は両方とも、異方性粉末Ｐ１と第１の射出媒介物Ｖ１を含む原料Ｍ１，Ｍ２から作成されるが、第１の原料Ｍ１の粉末の含有率Ｔｃ１は、第２の原料Ｍ２内の第２の粉末含有率Ｔｃ２とは異なり、その結果、第２の原料Ｍ２の手段２４によって生成された磁界の作用で磁石の半径方向に磁化容易軸を配向する粒子−微粒子の性質は、第１の原料Ｍ１の性質より弱くなる。

また、２つの変形物を実現するとき、２つの原料Ｍ１，Ｍ２に磁界を印加すると、第１の原料中の粉末粒子の配向が受ける影響が大きくなり、即ち、異方性度Ｄ１とＤ２の間に必要な差が容易に得られる。

図５ａ〜図５ｅは、第２の好ましい実施形態により磁石１をインサート成形によって製造する方法の様々な連続工程を図示する。この第２の態様では、強化部分のブランクは、主部分のブランクを作成する型の一部として使用される前に作成されてもよい。

強化部分のブランクは、前述の原料Ｍ１，Ｍ２のうちの１つを使用して成形される。この成形は、これまでの実施形態で使用された型と類似の型１６で行われてもよく、キャビティ１８の形状を必要な強化材の形状に合わせるためにインサート３４が配置される。そのようなインサートは、図５ａに示される。

型への射出後に粉末粒子の配向が行われず、したがって、粉末は、等方性又は僅かに異方性の性質を維持する。図５ｂに示され強化部分のブランク６’と呼ばれる、原料が冷却された後で得られた部分が剥がされる。

次に、このブランク６’が、型１６内で取り替えられるか、又はこの型が磁石の主部分のブランクのインサート成形に使用される場合は、この型の中に留まってもよい。

強磁性体の異方性粉末Ｐ１を含む主部分のこのブランクを形成するために、融点が媒介物Ｖ１の融点より低い第３の媒介物Ｖ３と混合された原料Ｍ３が使用される。

図５ｃに示されたように、第２の原料Ｍ３は、型１６内のブランク６’と型１６の外側部分の間に射出される。

原料Ｍ３が型に射出された後、粉末Ｐ１の粒子が、これまでの実施形態で述べたのと同じ方法で、磁界（例えば、約０．５〜３Ｔ）の印加によって配向される。したがって、原料Ｍ３の場合、この磁界は、図５ｃに矢印２８によって図示されたように、異方性粉末Ｐ１の微粒子の磁化容易軸を半径方向に整合させる。他方、この磁界は、粒子の位置と配向が既に固定されているので、ブランク６’の粉末Ｐ１に影響を及ぼさない。これにより、異方性度Ｄ１とＤ２の必要な差を提供することができる。

図５ｄを参照すると、方法は、媒介物Ｖ１，Ｖ３を除去して固定ブランク４’及び６’を含む１組のブランク１００を得ることによって、第１の実施形態の方法と同じように継続される。

次に、図５ｅに図示されたように、この組立体１００が焼結され、単一部品が得られ、剥がされ、必要な残留磁界を有するように従来通り磁化される。

図６ａ〜図６ｇは、第３の好ましい実施形態を使用して磁石１を製造する方法の様々な連続工程を示す。この第３の実施形態では、強化部分のブランクは、主部分のブランクを作成するための型として使用される前に作成されてもよい。

ブランク６’は、別個の型、又は主部分のブランクに後で使用される型と同じ型で作成される。しかしながら、形成後と、粉末Ｐ１又はＰ２と媒介物Ｖ１とを含む第１又は第２の原料Ｍ１，Ｍ２が、プレスから取り出された後で、媒介物Ｖ１は、手段２４を使用して除去され、このブランクの部分焼結が、手段３２を使用して行われる。これらの工程は、図６ａ〜図６ｃに図示されている。最終密度約０．７〜０．９５の密度を得るために部分焼結が行われてもよい。

部分焼結ブランク６’は、図６ｄに示されたように剥がされ、磁石の主部分のブランクをインサート成形するために型１６に入れられる。ブランクの４’のインサート成形中に機械的強度を強化するために、ブランク６’の凹部にインサートが入れられてもよい。

主部分のブランクの形成には、媒介物Ｖ１と混合された強磁性体の異方性粉末Ｐ１を含む第１の原料Ｍ１が使用される。

図６ｅに示されたように、第１の原料Ｍ１は、型１６内のブランク６’と型１６の外側部分との間に射出される。

原料Ｍ１が型に射出された後で、粉末Ｐ１の粒子が、これまでの実施形態で述べたのと同じ方法で、磁界（例えば、約０．５〜３Ｔ）の印加によって配向される。したがって、原料Ｍ１の場合、この磁界は、図６ｅに矢印２８によって図示されたように、異方性粉末Ｐ１の粒子の磁化容易軸を半径方向に合わせるために使用される。他方、この磁界は、粒子の位置と配向が既に固定されているので、部分焼結されたブランク６’の粉末Ｐ１に影響を及ぼさない。これは、異方性度Ｄ１とＤ２との必要な差を提供することができる。

図６ｆを参照すると、媒介物Ｖ１を除去して、固定ブランク４’と６’を含む（その第２のブランク６’が既に部分焼結された）ブランク１００の組立体を得ることによって、方法が、第１の実施形態の方法と同じように継続される。

次に、図６ｇに図示されたように、この組立体１００は、剥がされ、次に焼結され、得られた単一部品は、必要な残留磁界を有するように従来通り磁化される。

有利には、共焼結前のブランク６’内の残留多孔率を使用して、まず固着効果によって主部分との接合を改善し、次にその部分の接線方向の主部分の焼結を行い、それによりこの部分の最終密度を高めることができることに注意されたい。

最後に、この第３の実施形態の変形物では、高密度で焼結された強化ブランクを型に関係なく装置内で磁化して、主部分のブランクのインサート成形中に異方性粉末Ｐ１の配向を作成する磁界源を形成することができる。この事例では、ブランク４’を形成するために使用される第１の原料Ｍ１の射出中に、特別の配向装置は不要である。

図７ａ〜図７ｅは、第４の好ましい実施形態により磁石１を製造する方法の様々な連続工程を示す。以前の実施形態と異なり、この第４の実施形態のブランクは、冷間粉末圧縮によって、好ましくは一軸加圧成形又は静水圧圧縮によって作成される。しかしながら、粉末からブランクを形成するための他の技術を使用することができる。

一軸加圧成形による冷間粉末圧縮技術を適用するために使用される成形用具が図示される。しかしながら、冷間静水圧粉末圧縮技術は類似しており、当業者は、この静水圧圧縮技術を実施するために成形用具を適応させることができる。

強化材は、異方性粉末Ｐ１の冷間圧縮によって、配向されることなく、前もって形成される。これは、中心に配置された円筒形剛性金属インサート２２’を含む円筒状型１６’を提供することによって行われる。ダイ内で圧縮する場合、型は、図７ａに示された剛性中空円筒状ダイ１８’からなる。粉末Ｐ１が、ダイ１８’に入れられ、プレス５０又は類似物を使用し圧縮される。粉末Ｐ１の異方性粒子は、この最初の圧縮の終わりに固定され、磁界によって整合できなくなる。

その結果、図７ｂに図示されたように、ダイから抽出された多孔質ブランク６’が得られる。ブランク６’は、等方性又は僅かに異方性の性質を有する。

次に、ブランク６’が、別の型１６に入れられて、磁石の主部分のブランクが形成される。型１６’のインサート２２’は、場合によってブランク６’の凹部に入れられて、圧縮によるブランク４’の形成中にその機械的強度を強化することができる。

主部分のこのブランクは、図７ｄに図示されたような型１６のダイ１８に挿入され、強磁性体の同じ異方性粉末Ｐ１を使用して形成される。

充填の終わりに、粉末Ｐ１内の粒子が、磁界を加える機能に専用化された手段２４を使用して磁界を加えることによって配向される。この実施形態では、そのような手段は、プレスの成形工具に挿入され、１〜２Ｔの磁界を生成する伝導コイルであってもよい。指針として、冷間静水圧圧縮の事例では、粉末充填は、取り外し可能な柔軟な型内で行われ、異方性粉末Ｐ１は、２〜８Ｔの磁界を生成するプレスと無関係な装置によって配向されてもよい。

ここで、適切に配向された粒子を含む主部分のブランクの粉末Ｐ１は、図７ｄに図示されたように、プレス５２によって圧縮される。

これにより、図７ｄに示されたブランク１００の組立体を得ることができ、この組立体は、次に、均質部分の焼結と全く同じ方法又は類似の方法で、従来通り焼結される。したがって、これは、２つのブランク４’と６’の共焼結であり、その間に、圧縮粒子は、手段２４による磁界の印加後に与えられた配向を維持する。またこの事例では、図７ｅに図示された焼結手段３２は全て、当業者によって適切であると考えられる手段でよい。

次に、得られた単一部品が、剥がされ、次に、必要な残留磁界を有するように従来通り磁化される。

明らかに、当業者は、単に非限定的な例として開示された本発明に様々な変更を行うことができる。詳細には、製造方法の様々な実施形態に関する情報が組み合わされてもよい。

１ 焼結環状磁石
４ 主環状部分
６ 環状強化部分

Claims (16)

1. 磁石の周囲の全ての点で残留磁界の径方向配向を有する焼結環状磁石（１）であって、
   半径方向の第１の磁気異方性度Ｄ１を有する強磁性体から作成された主環状部分（４）と、
   前記磁石の前記主部分に固定された環状強化部分（６）とを有し、前記強化部分が、前記主部分を形成する前記強磁性体と同じ主磁性相を有しかつ半径方向の第２の磁気異方性度Ｄ２を有する強磁性体から作成され、前記第１の磁気異方性度Ｄ１が第２の磁気異方性度Ｄ２より高い磁石。
2. 前記強化部分（６）が、前記磁石の前記主部分（４）の内周又は外周に配置された、請求項１に記載の磁石。
3. 前記主部分（４）の平均半径厚さと前記強化部分（６）の平均半径厚さとの比率が、０．１〜５である、請求項２に記載の磁石。
4. 前記磁石の前記主部分（４）の内径と外径の比率が、０．５〜０．８５である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁石。
5. 前記主部分と前記強化部分を形成する前記強磁性体が、
   Ｒ_２Ｆ_１４Ｂ主磁性相を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ合金であって、Ｒが希土類系の元素である合金、
   ＲＣｏ_５及びＲ_２Ｃｏ_１７主磁性相を有するＲ−Ｃｏ合金であって、Ｒが希土類系の元素である合金及び、
   ＭＦｅ_１２Ｏ_１９主磁性相を有するヘキサフェライトであって、Ｍ＝Ｂａ又はＳｒである合金の３つのタイプの化合物のうちの１つに属する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁石。
6. 前記磁石の前記主部分（４）とその強化部分（６）と境界（１０）が構造化された、請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁石。
7. 前記境界（１０）が、前記境界に沿って交互に配置された突出部（１２）と凹部（１４）を有する、請求項６に記載の磁石。
8. 前記第１の磁気異方性度Ｄ１が０．８を超え、前記第２の磁気異方性度Ｄ２が０．８未満であり、２つの間の比率が、好ましくは１を超え２以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の磁石。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の環状焼結磁石を得るブランク（１００）の組立体であって、
   第１の強磁性体粉末から作成され、前記ブランクの前記組立体の半径方向に第１の磁気異方性度Ｄ１を有する主環状部分（４’）のブランクと、
   前記磁石の前記主部分（４’）の前記ブランクに隣接した前記環状強化部分（６’）のブランクとを含み、前記強化部分の前記ブランクが、前記第１の強磁性体粉末と同じ主磁性相を有し、前記ブランクの前記組立体の半径方向の第２の磁気異方性度Ｄ２を有する第２の強磁性体粉末から作成され、前記第１の磁気異方性度Ｄ１が、前記磁気異方性度Ｄ２より高く、前記第１と第２の粉末を構成する前記強磁性体が、
   前記主磁性相がＲ_２Ｆ_１４ＢであるＲ−Ｆｅ−Ｂ合金であって、Ｒが希土類系の元素である合金、
   前記主磁性相がＲＣｏ_５とＲ_２Ｃｏ_１７を有するＲとＣｏの合金であって、Ｒが希土類系の元素である合金及び、
   前記主磁性相がＭＦｅ_１２Ｏ_１９であるヘキサフェライト（Ｍ＝Ｂａ又はＳｒである）の３つのタイプの化合物のうちの１つに属する組立体。
10. 前記主部分と前記強化部分（４’，６’）の前記ブランクが、１つ以上の粉末成形技術を使用して、好ましくは粉末射出又は粉末冷間圧縮によって作成され、前記ブランクが共焼結によって高密度化された、請求項１〜９のいずれか一項に記載の磁石（１）を製造する方法。
11. 前記強化部分（６’）の前記ブランクと前記主部分（４’）の前記ブランクが、共射出成形によって作成され、前記主部分（４’）の前記ブランクが、前記強磁性体の異方性粉末Ｐ１を含む第１の原料から作成され、前記強化部分（６’）の前記ブランクが、前記異方性粉末Ｐ１と同じ主磁性相を有する強磁性体の等方性粉末Ｐ２を含む第２の原料から作成される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記強化部分（６’）の前記ブランクと前記主部分（４’）の前記ブランクが、共射出成形によって作成され、前記主部分（４’）の前記ブランクが、前記強磁性体の異方性粉末Ｐ１と第１の射出媒介物Ｖ１とを含む第１の原料から作成され、前記強化部分（６’）の前記ブランクが、前記異方性粉末Ｐ１と、磁界下で磁化容易軸を前記磁石の前記半径方向に向ける粉末粒子の性質が前記第１の媒介物Ｖ１の性質より弱くなるように選択された第２の射出媒介物Ｖ２とを含む第２の原料から作成された、請求項１０に記載の方法。
13. 前記強化部分（６’）の前記ブランクと前記主部分（４’）の前記ブランクが、共射出成形によって作成され、前記主部分（４’）の前記ブランクが、前記強磁性体の異方性粉末Ｐ１と第１の射出媒介物Ｖ１とを含む第１の原料から作成され、前記強化部分（６’）の前記ブランクが、同じ異方性粉末Ｐ１と同じ第１の射出媒介物Ｖ１を含む第２の原料から作成され、前記第１の原料中の粉末含有比率Ｔｃ１が、前記第２の原料中の第２の粉末含有比率Ｔｃ２と異なり、その結果、磁界下で磁化容易軸を前記磁石の前記半径方向に向ける粉末粒子の性質が、前記第１の原料の性質より弱くなる、請求項１０に記載の方法。
14. 前記強化部分（６’）の前記ブランクが、前記主部分（４’）の前記ブランクを作成するために型の一部分として使用される前に作成される、請求項１０に記載の方法。
15. 前記強化部分（６’）の前記ブランクが、前記主部分の前記ブランクを製造するための型として使用される前に部分的に焼結される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記主部分が製造されるとき、前記部分焼結された強化部分（６’）の前記ブランクが、前記主部分の前記ブランクの前記粒子の前記磁化容易軸を前記磁石の半径方向に配向するように磁化された、請求項１５に記載の方法。

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