JP7251280B2

JP7251280B2 - 異形片状磁石の製造方法

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Publication number: JP7251280B2
Application number: JP2019072481A
Authority: JP
Inventors: 亮祐長瀬
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2023-04-04
Anticipated expiration: 2039-04-05
Also published as: JP2020170814A

Description

本発明は、異形片状磁石の製造方法に関する。

近年、モータ製造などにおいて、渦電流対策などのために、分割された永久磁石を接着したセグメント磁石が要求されている。そのため、板状磁石だけでなく異形片状（例えば円弧形状、Ｌ字形状など）の磁石についても必要性が高まっている。そして、このような異形片状の磁石は様々な方法によって製造することができるが、比較的簡便に異形片状磁石を製造することができる方法のひとつとして、リング状または筒状の磁石を分割する方法が知られている。

なお、リング状または筒状の磁石を分割する手段としては、主として、ブレードによる切断、ガス溶解切断、マルチワイヤソーなどのワイヤーによる切断、磁石への荷重等による破断（分断）などがある。

例えば、特許文献１には、円筒状フェライト成形体の内周面軸方向に、中心軸に対して互いに１７５～９０度の角度を持つ非対称の２箇所に溝を形成し、焼成工程で発生する内部応力により２分割させる方法が開示されている。

特開昭６３－２７４１２２号公報

しかしながら、まず、ブレード切断やガス溶解切断による分割方法では、リング状や筒状の磁石において複数の分割箇所を同時に切断することができない場合が多い。また、ワイヤー切断による分割方法では、その切断様式からリング状や筒状の磁石切断には不向きな場合が多く、さらに、マルチワイヤソーなどを用いた場合は分割単位を大きくすることが難しい。そして、これらの方法はいずれも除去加工であるため、切断加工ロスにより歩留まりが低下してしまう可能性があり、また、切断に時間がかかってしまう可能性もあり、これらは生産効率の低下や生産コストの増加につながる。

一方、磁石への荷重等による破断分割方法は、上記した切断分割方法とは異なり除去加工ではないが、磁石への荷重等の加え方などによっては、特許文献１のような溝を形成していても、破断面が乱れて目的とする形状の磁石が得られなかったり、溝形成位置での分割ができなかったりする可能性がある。このような場合は、結果として歩留まりが低下することとなる。
よって、この磁石への荷重等による破断分割方法についても、効率や歩留まりなどの点においてさらなる改善の余地がある。

本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。
すなわち本発明の目的は、リング状または筒状の磁石から、破断分割により、効率良くかつ歩留まり良く異形片状磁石を得ることができる製造方法を提供することにある。

本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）～（３）である。
（１）外側面、内側面および２つの底面を備えるリング状または筒状の加工前磁石を用意し、前記加工前磁石が備える２つの前記底面の外周線の中心をいずれも通る直線である中心軸を基軸とする４以上の回転対称位置を特定し、前記回転対称位置の各々における前記外側面および／または前記内側面に、深さが０．２～１．０ｍｍである溝を形成して溝入磁石を得る溝形成工程と、前記溝入磁石の前記外側面に、前記中心軸に垂直な向かい合う２方向から荷重を加え、前記溝入磁石を破断して分割する分割工程と、を備える、異形片状磁石の製造方法。
（２）前記溝形成工程が、前記回転対称位置の各々において前記内側面または前記外側面のいずれか一方のみに前記溝を形成する工程である、（１）に記載の異形片状磁石の製造方法。
（３）前記溝形成工程において、前記分割工程にて前記荷重を加えた場合に前記溝入磁石に生じる、下式（Ｉ）により算出される曲げモーメントＭが負である前記回転対称位置には前記内側面に前記溝を形成し、前記曲げモーメントＭが正である前記回転対称位置には前記外側面に前記溝を形成する、（１）または（２）に記載の異形片状磁石の製造方法。
（Ｉ）Ｍ＝（Ｐ×Ｒ／２）×（｜ｓｉｎθ｜－２／π）
（式中、Ｐは前記分割工程にて前記溝入磁石に加える前記荷重（Ｎ）であり、Ｒは一方の前記底面における前記中心から前記回転対称位置の外周線までの長さと内周線までの長さとの平均値（ｍｍ）であり、θは前記荷重を加える方向から前記回転対称位置までの角度（°）である。）

本発明によれば、リング状または筒状の磁石成形体から、破断分割により、効率良くかつ歩留まり良く異形片状磁石を得ることができる。

底面が円形であるリング状の加工前磁石を示した斜視図である。底面が長方形であるリング状の加工前磁石を示した斜視図である。底面が円形である筒状の加工前磁石を示した斜視図である。外側面に溝を形成した溝入磁石の底面（ａ）、および内側面に溝を形成した溝入磁石の底面（ｂ）である。なお、図に示した１箇所以外に形成された溝は省略している。また、形成された溝をわかりやすくするために、磁石の厚みに対する溝の深さおよび幅を実際より大きく示している（以下の図５、図６、図９～１２も同じである）。実施例１において行った、試験片の４点曲げ試験を示した図である。底面が円形である筒状の加工前磁石に、その中心軸を基軸とした４つの回転対称位置（開き角度９０°）に溝を形成することによって得られた溝入磁石を底面側から示した図である。なお、矢印は溝入磁石に荷重を加える２方向を示す（以下の図９～１２も同じである）。図６の溝入磁石における、荷重を加える２方向（矢印の位置）のうちの１つからの角度θ（°）と曲げモーメントＭ（Ｎ・ｍｍ）との関係を表したグラフである。なお、三角印が溝形成位置（４つの回転対称位置）であり、中央の横線より上側の位置（曲げモーメントＭが正である領域）では外側面に、下側の位置（曲げモーメントＭが負である領域）では内側面に溝を形成している。図６の溝入磁石に矢印の位置（２方向）から荷重を加えて４つの円弧状磁石に分割した写真である（図面代用写真）。底面が長方形である筒状の加工前磁石に、その中心軸を基軸とした４つの回転対称位置（開き角度９０°）に溝を形成することによって得られた溝入磁石を底面側から示した図である。底面が円形である筒状の加工前磁石に、その中心軸を基軸とした５つの回転対称位置（開き角度７２°）に溝を形成することによって得られた溝入磁石を底面側から示した図である。底面が円形である筒状の加工前磁石に、その中心軸を基軸とした６つの回転対称位置（開き角度６０°）に溝を形成することによって得られた溝入磁石を底面側から示した図である。底面が円形である筒状の加工前磁石に、その中心軸を基軸とした８つの回転対称位置（開き角度４５°）に溝を形成することによって得られた溝入磁石を底面側から示した図である。

本発明に係る異形片状磁石の製造方法について説明する。
本発明に係る異形片状磁石の製造方法は、外側面、内側面および２つの底面を備えるリング状または筒状の加工前磁石を用意し、この加工前磁石が備える２つの底面の外周線の中心をいずれも通る直線である中心軸を基軸とする４以上の回転対称位置を特定し、それら回転対称位置の各々における外側面および／または内側面に、深さが０．２～１．０ｍｍである溝を形成して溝入磁石を得る溝形成工程と、この溝入磁石の外側面に、中心軸に垂直な向かい合う２方向から荷重を加え、溝入磁石を破断して分割する分割工程と、を備える製造方法である。以下では「本発明の製造方法」ともいう。

本発明における加工前磁石１について、図１～３を用いて説明する。
本発明において加工前磁石１は、リング状または筒状であるので、内部に空洞１０を有する。

本発明においてリング状または筒状の加工前磁石１における「内側面」とは、加工前磁石１が内部に有する空洞１０と接する面であり、図１～３に示す実施形態においては符号１０１によって示される面である。加工前磁石１が内部に有する空洞１０を構成している面が内側面１０１であると考えることもできる。

また、加工前磁石１が内部に有する空洞１０の入口または出口において内側面１０１と接しており、内側にその空洞１０の入口または出口を含む環状の面を「底面」とする。底面は図１～３に示す実施形態においては符号１０５によって示されている。本発明において加工前磁石１は、空洞１０の入口側の底面１０５と、出口側の底面１０５と２つを有する。
なお、内側面１０１と底面１０５との境界を内周線（内周線α）とする。

また、２つの底面１０５のいずれにも接し、内側面１０１には接しない面（内側面１０１および底面１０５以外の面）を「外側面」とする。外側面は、図１～３に示す実施形態においては符号１０３によって示される面である。
なお、底面１０５と外側面１０３との境界を外周線（外周線β）とする。
また、外周線βによって決定される図形の重心を、底面１０５の中心（底面１０５の外周線βの中心）とする。図１～３に示す実施形態において、この中心は符号２０３により示される点である。

さらに、「中心軸」とは、上記した２つの底面１０５の外周線βの中心２０３をいずれも通る直線（図１～３に示す実施形態においては符号２０１により示される直線）を意味する。

本発明の製造方法では、初めに、外側面１０３、内側面１０１および２つの底面１０５を備えるリング状または筒状の加工前磁石１を用意する。
加工前磁石１の底面１０５の形状（厳密には、外周線βが決定する図形の形状）は、円形、楕円形、方形などが例示されるが、円形（図１、図３）、長方形（図２）あるいは角を４以上有する正多角形であることが好ましい。

加工前磁石１の底面１０５における外周線βの中心２０３から内周線αまでの長さは限定されるものではないが、その平均値が２．５～５０ｍｍであることが好ましく、１０～３０ｍｍであることがより好ましい。
なお、その平均値は、加工前磁石１の底面１０５における外周線βの中心２０３から内周線αまでの長さを任意の３０か所において測定し、得られた３０か所での差の値を単純平均して得られる値とする。

加工前磁石１の厚みＴは限定されるものではないが、１～３０ｍｍであることが好ましく、２～６ｍｍであることがより好ましく、３～４ｍｍであることがさらに好ましい。
なお、厚みＴは、底面１０５の外周線βの中心２０３から外周線βまでの直線上において、中心２０３から内周線αまでの長さと、中心２０３から外周線βまでの長さとの差を任意の３０か所において測定し、得られた３０か所での差の値を単純平均して求めるものとする。

加工前磁石１の高さＬは限定されるものではないが、底面１０５の外周線βの中心２０３から内周線αまでの長さに対し２．４倍以下であるのが好ましく、２．０倍以下であるのがより好ましい。また、１０ｍｍ以上であることが好ましい。
なお、高さＬは、２つの底面１０５の外周線βの距離の平均値を意味するものとする。具体的には、中心軸２０１と平行な方向において２つの底面１０５の外周線βの距離を３０か所において測定し、得られた３０か所での値を単純平均して得られた値とする。

なお、本発明においては、磁石の厚みＴと高さＬとの関係がＴ≧Ｌである場合をリング状の磁石、Ｔ＜Ｌである場合を筒状の磁石という。

加工前磁石１は、例えば、ネオジム系磁石などであっても良いが、これに限定されるものではない。また、加工前磁石１の製造方法も特段限定されない。

加工前磁石１の磁気特性（残留磁束密度、配向など）については、分割して得られる異形片状磁石において必要な磁気特性を考慮して決定する。
また、その成形方法も、磁場成形や熱間加工など磁気特性の設計等を考慮して適宜選択すれば良い。

次に、加工前磁石１について、その中心軸２０１を基軸とする４以上の回転対称位置３０１を特定する。
具体的には、加工前磁石１の中心軸２０１を基軸として、角度が同じ間隔（開き角度が同じ）である回転対称位置３０１を４以上特定する。例えば、この開き角度を９０°とすれば４箇所、７２°とすれば５箇所、６０°とすれば６箇所、４５°とすれば８箇所、３６°とすれば１０箇所の回転対称位置３０１を特定することができる。
本発明の製造方法においては、破断面の乱れをより少なくするという点において、４以上８以下の回転対称位置３０１を特定するのが特に好ましい。

また、これらの回転対称位置３０１は、例えば図２に示すような長方形などの方形の底面１０５を有する加工前磁石１においては、底面１０５の角の位置に特定しても良く、あるいは底面１０５の角以外の位置に特定しても良い。

そして、このようにして特定した回転対称位置３０１の各々における外側面１０３および／または内側面１０１に、深さが０．２～１．０ｍｍである溝４０１を形成する。
この溝の深さは０．３～０．７ｍｍであることが好ましい。加工ロスが少なくかつ後述する分割工程において破断面の乱れがより発生しにくいからである。この溝の深さが０．２ｍｍ未満であると、クラックや破断面の乱れが発生し易いため好ましくない。また、この溝の深さを１．０ｍｍ超とするのは、製造効率や製造歩留まりの向上という点において好ましくない。

また、この溝の幅は、加工ロスの低減という点から０．１～０．２ｍｍ程度であるのが好ましい。さらに、この溝の形状は特段限定されず、Ｖ字状やＵ字状などであって良い。

溝４０１の形成方法は特段限定されず、例えば、レーザー加工、放電ワイヤーカット、超砥粒ホイールによる加工などが例示されるが、レーザー加工により溝を形成するのが、加工速度が早くかつ幅の狭い溝を形成し易いためより好適である。
なお、溝４０１は、その最も深い箇所がなす直線が中心軸２０１に略平行となるように形成する。
また、溝を４０１外側面１０３に形成する場合は、外側面１０３から中心軸２０１へ向かって、徐々に溝の幅が狭くなるように形成することが好ましい。
さらに、溝４０１を内側面１０１に形成する場合は、中心軸２０１から外側面１０３へ向かって、徐々に溝の幅が狭くなるように形成することが好ましい。

ここで、本発明における溝の深さと幅の特定方法について、図４を用いて説明する。
図４（ａ）は、図１に示した加工前磁石１の外側面１０３に溝４０１を形成して得られた溝入磁石３の底面１０５を示している。また、図４（ｂ）は、図１に示した加工前磁石１の内側面１０１に溝４０１を形成して得られた溝入磁石３の底面１０５を示している。ただし、理解を容易にするために、いずれの図においても溝４０１は１か所のみ示している。

本発明において溝４０１が外側面１０３に形成されている場合の溝の深さの特定方法について、図４（ａ）を用いて説明する。
まず、溝入磁石３の外側面１０３に形成された溝４０１における、中心２０３から最も近い位置Ｘ１を特定する。次に、溝が形成される前に存在していた外周線βの一部（溝を形成することでなくなった外周線βの一部）を仮想線として特定する。次に、中心２０３から点Ｘ１を通り、外周線β側へ延びる線と、その仮想線との交点を特定し、この交点をＹ１とする。
そして、中心２０３から点Ｘ１までの長さをＡ１とし、中心２０３から点Ｙ１までの長さをＢ１とする。この場合において、外側面１０３に形成された溝の深さはＢ１－Ａ１で求められる。

本発明において溝４０１が内側面１０１に形成されている場合の溝の深さの特定方法について、図４（ｂ）を用いて説明する。
まず、溝入磁石３の内側面１０１に形成された溝４０１における、中心２０３から最も遠い位置Ｘ２を特定する。次に、溝が形成される前に存在していた内周線αの一部（溝を形成することでなくなった内周線αの一部）を仮想線として特定する。次に、中心２０３から点Ｘ２まで延びる線と、その仮想線との交点を特定し、この交点をＹ２とする。
そして、中心２０３から点Ｘ２までの長さをＡ２とし、中心２０３から点Ｙ２までの長さをＢ２とする。この場合において、内側面１０１に形成された溝の深さはＡ２－Ｂ２で求められる。

さらに、本発明における溝の幅とは、以下のようにして測定される。
図４（ａ）および（ｂ）において、溝４０１と外周線βとの境界を示す２点を点Ｃ、点Ｄとして特定する。そして、この場合において、溝の幅とはＣとＤとの間の直線距離とする。

ここで、本発明の製造方法では、上記のように特定した回転対称位置３０１の各々において内側面１０１または外側面１０３のいずれか一方のみに溝４０１を形成することが好ましい。つまり、上記した回転対称位置３０１の各々においては、内側面１０１に溝４０１を形成した場合にはその位置の外側面１０３には溝を形成せず、逆に、外側面１０３に溝４０１を形成した場合にはその位置の内側面１０１には溝を形成しないことが好ましい。このような構成とすることにより、１箇所の回転対称位置３０１においては内側面１０１または外側面１０３のいずれか一方のみに溝４０１を形成することとなるため、１箇所の回転対称位置３０１において内側面１０１および外側面１０３の両方に溝４０１を形成する場合と比較して形成する溝の数を少なくすることができ、製造効率や製造歩留まりをより向上させることができるからである。しかしながら、溝入磁石３全体としては、内側面１０１と外側面１０３のいずれにも溝４０１が形成された構成であって良い。

また、本発明の製造方法では、この溝形成工程において、後述する分割工程における荷重を加えた場合に溝入磁石３に生じる、下式（Ｉ）により算出される曲げモーメントＭが負である回転対称位置３０１には内側面１０１に溝４０１を形成し、この曲げモーメントＭが正である回転対称位置３０１には外側面１０３に溝４０１を形成するのが好ましい。

（Ｉ）Ｍ＝（Ｐ×Ｒ／２）×（｜ｓｉｎθ｜－２／π）
なお、上記式中において、Ｐは分割工程にて溝入磁石３に加える荷重（Ｎ）であり、Ｒは一方の底面における外周線βの中心２０３から回転対称位置３０１の外周線βまでの長さと内周線αまでの長さとの平均値（ｍｍ）であり、θは荷重を加える方向から回転対称位置３０１までの角度（°）である。

具体的には、まず、前述した方法により回転対称位置３０１を特定するとともに、後述する分割工程における荷重Ｐ（Ｎ）およびこの荷重Ｐを加える２方向を特定する。そして、この荷重Ｐを加える２方向のいずれかから特定した回転対称位置３０１までの角度θを確認する。また、一方の底面１０５の外周線βの中心２０３からこの回転対称位置３０１におけるその底面１０５の外周線βまでの長さ（例えば、後述する図６および図９～１２に示す実施形態においてはＯＲの長さ）と、同じ底面１０５の外周線βの中心２０３からこの回転対称位置３０１におけるその底面１０５の内周線αまでの長さ（例えば、後述する図６および図９～１２に示す実施形態においてはＩＲの長さ）との平均値Ｒを算出する。これらから、上記式（Ｉ）により曲げモーメントＭ（Ｎ・ｍｍ）を算出し、この曲げモーメントＭが負であった場合には内側面１０１に、正であった場合には外側面１０３に溝４０１を形成する。このような構成とすることにより、加工ロスが少ない上により破断面の乱れが少なくなり、非常に好適である。

例えば、後述する図６および図９に示すように、底面１０５が円形あるいは長方形である筒状の溝入磁石３において、その中心軸２０１を基軸とした回転対称位置３０１を４箇所特定し、さらに分割工程における荷重を加える２方向も特定して回転対称位置３０１の角度θを測定し、曲げモーメントＭが負となる角度θが０°、１８０°である２箇所の回転対称位置３０１では内側面１０１に溝４０１を形成し、曲げモーメントＭが正となる角度θが９０°、２７０°である２箇所の回転対称位置３０１では外側面１０３に溝４０１を形成するのが好適である。

また、例えば後述する図１０～１２に示すように、底面１０５が円形である筒状の溝入磁石３において、その中心軸２０１を基軸とした回転対称位置３０１を５～８箇所特定した場合も同様であり、分割工程における荷重を加える２方向も特定して回転対称位置３０１の角度θを測定し、曲げモーメントＭが負となる角度θの回転対称位置３０１では内側面１０１に溝４０１を形成し、曲げモーメントＭが正となる角度θの回転対称位置３０１では外側面１０３に溝４０１を形成するのが好適である。

上記のようにして、溝入磁石３を得る工程が溝形成工程である。

次に、このようにして得られた溝入磁石３の外側面１０３に、中心軸２０１に垂直な向かい合う２方向から等しい荷重Ｐを加え、溝入磁石３を破断して分割する分割工程を行う。この分割により、溝入磁石３から４以上の異形片状磁石を取得することができる。例えば、円筒状の溝入磁石３を分割した場合には、同じ円弧形状磁石を４以上同時に取得することができ、底面１０５が長方形であるリング状の溝入磁石３を分割した場合には、Ｌ字形状の磁石などを取得することができる。
この荷重を加える２方向は、溝入磁石３の中心軸２０１に垂直な向かい合う２方向であれば、他は限定されない。つまり、溝４０１を形成した位置に荷重を加えても良く、または溝を形成していない位置に荷重を加えても良い。しかしながら、上記したように、溝形成工程前において曲げモーメントＭを考慮して溝４０１を形成する場合には、溝形成前に予め荷重を加える２方向を特定しておく必要がある。なお、加える荷重Ｐの大きさは特段限定されないが、１０Ｎ～５０ｋＮ程度が好適例として示される。
また、分割して得られた異形片状磁石においては、必要に応じて、さらに破断面をより平滑化する処理などの後工程を行っても良い。

このようにして、リング状または筒状の加工前磁石において、その中心軸を基軸とする４以上の回転対称位置を特定し、この回転対称位置の各々における外側面または内側面に深さが０．２～１．０ｍｍである溝を形成して溝入磁石を得て、この溝入磁石の外側面に、中心軸に垂直な向かい合う２方向から荷重を加えて、溝入磁石を破断して分割することにより、加工ロスが少なくかつ効率的に異形片状磁石を製造することができる。そして、このようにして得られた異形片状磁石は、分割による磁気特性の変化がないため、本発明の製造方法は、特殊配向（例えば集中配向など）である異形片状磁石の製造などにも適用可能である。また、本発明の製造方法では、リング状または筒状の加工前磁石において上記した回転対称位置であれば任意の位置に溝を形成することができるため、同じリング状または筒状の加工前磁石を用いて多様な異形片状磁石を取得することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において様々な変形が可能である。

（実施例１）
リング状または筒状の加工前磁石を破断分割するために形成する溝の深さを検討する目的のため、模式的な試験として、直方体状の磁石を用いて溝の深さ条件と破断面との関係を検証する試験を行った。

具体的には、まず、熱間加工により成形した直方体状の磁石から機械加工によって作製した試験片（ダイドー電子社製、６．８ｍｍ×６．８ｍｍ×５７ｍｍ）を用意した。そして、その長手方向の中心に、その面の長手方向と垂直であり且つその面を等分する直線に沿って、レーザー加工機（ＬＡＳＥＲＤＹＮＥ７９５；ＰｒｉｍａＰｏｗｅｒ社製、加工条件は定格出力２０００Ｗ、ピーク出力２０００Ｗ、平均出力４０Ｗ、パルス幅０．２ｍｓｅｃ、周波数１００Ｈｚ、加工速度４００ｍｍ／ｍｉｎ、アシストガス（酸素ガス）圧０．５ＭＰａ、走査回数３回）によって、深さ０．１～０．７ｍｍ、幅０．１ｍｍの溝を形成した。なお、このようなサンプル試験片を複数用意した。

このような各サンプル試験片において、図５に示すような４点曲げ試験を行った。なお、図５は、直方体状の試験片を、溝を形成した面と垂直な面から見た図であり、図中の数字は両矢印間の長さ（単位はｍｍ）である。
この４点曲げ試験を具体的に説明すると、まず、試験片における、溝を形成した面の長手方向において、溝との距離がそれぞれ１５ｍｍである２つ位置の各々を下支点とした。次に、溝を形成した面と対向する面において、その長手方向の中心からの距離がそれぞれ５ｍｍである２つの位置の各々を上支点とした。
そして、これらの特定した４箇所の支点に、支点を特定した各面と垂直な方向から荷重Ｐ（７００Ｎ）を加えて溝に引張荷重を加え、試験片を溝形成位置から破断分割し、破断面の確認を行った。

この結果、いずれのサンプルも再度接着可能な平坦な破断面が得られたが、溝の深さが０．１ｍｍのサンプルについては、一部クラックの発生が認められた。したがって、荷重を加えて磁石の破断分割を行う場合においては、溝の深さは０．２～０．７ｍｍ程度とするのが好適であることが確認された。

（実施例２）
円筒状の加工前磁石に、その中心軸を基軸とする４つの回転対称位置に溝を形成して破断分割試験を行った。

具体的には、熱間加工により成形した希土類磁石であり、底面が略円形である筒状の加工前磁石（ダイドー電子社製、内半径（ＩＲ）１５．７５ｍｍ×外半径（ＯＲ）１８．６５ｍｍ×長さ（Ｌ）３８．４ｍｍ、厚み（Ｔ）２．９ｍｍ、内半径と外半径との平均値（Ｒ）１７．２ｍｍ）に、実施例１において使用したものと同じレーザー加工機によって深さ０．３ｍｍ、幅０．１ｍｍの溝を、その中心軸を基軸とする４つの回転対称位置（隣接する回転対称位置間の開き角度は９０°）に形成した。なお、この４つの回転対称位置のうち、荷重Ｐ（７００Ｎ）を加える予定の２方向のうちのひとつとの角度θが０°、１８０°である２箇所（曲げモーメントＭが負である位置）は内側面に溝を形成し、角度θが９０°、２７０°である２箇所（曲げモーメントＭが正である位置）は外側面に溝を形成した（図６）。ここで、上記溝入磁石における荷重Ｐを加える予定の２方向のうちのひとつとの角度θと曲げモーメントＭとの関係を図７のグラフに示した。この図７において三角印は溝形成位置（つまり特定した４つの回転対称位置）を示し、図６および図７において矢印は荷重Ｐを加える予定の位置を示している。

このような溝入磁石を３０個作製し、図６に示す矢印の２方向からこの溝入磁石に荷重Ｐ（７００Ｎ）を加えて、破断分割を行った。この結果、いずれも４つのほぼ等しい大きさおよび形状である円弧状磁石を取得することができた。この４つの円弧状磁石に分割された状態の一例（写真）を図８に示した。
この結果から、曲げモーメントＭが負である位置には内側面に、曲げモーメントＭが正である位置には外側面に溝を形成することにより、４箇所の溝形成位置において分割された、破断面の乱れがない４つの円弧状磁石を容易に且つ安定して得ることができた。

（実施例３）
円筒状の加工前磁石に、その中心軸を基軸とする５つの回転対称位置に溝を形成して破断分割試験を行った。

具体的には、実施例２と同じ筒状の加工前磁石に、実施例１と同様のレーザー加工機によって深さ０．３ｍｍ、幅０．１ｍｍの溝を、その中心軸を基軸とする５つの回転対称位置（隣接する回転対称位置間の開き角度は７２°）に形成した。なお、この５つの回転対称位置のうち、荷重Ｐ（７００Ｎ）を加える予定の２方向のうちのひとつとの角度θが０°、１４４°、２１６°である３箇所（曲げモーメントＭが負である位置）は内側面に溝を形成し、角度θが７２°、２８８°である２箇所（曲げモーメントＭが正である位置）は外側面に溝を形成した（図１０）。

この溝入磁石について、図１０に示す矢印の２方向から実施例２と同様に荷重Ｐを加えて破断分割を行った。
この結果、曲げモーメントＭが負である位置には内側面に、曲げモーメントＭが正である位置には外側面に溝を形成することにより、５箇所の溝形成位置において分割された、破断面の乱れがない５つの円弧状磁石を容易に得ることができた。

（実施例４）
円筒状の加工前磁石に、その中心軸を基軸とする６つの回転対称位置に溝を形成して破断分割試験を行った。

具体的には、実施例２と同じ筒状の加工前磁石に、実施例１と同様のレーザー加工機によって深さ０．３ｍｍ、幅０．１ｍｍの溝を、その中心軸を基軸とする６つの回転対称位置（隣接する回転対称位置間の開き角度は６０°）に形成した。なお、この６つの回転対称位置のうち、荷重Ｐ（７００Ｎ）を加える予定の２方向のうちのひとつとの角度θが０°、１８０°である２箇所（曲げモーメントＭが負である位置）は内側面に溝を形成し、角度θが６０°、１２０°、２４０°、３００°である４箇所（曲げモーメントＭが正である位置）は外側面に溝を形成した（図１１）。

この溝入磁石について、図１１に示す矢印の２方向から実施例２と同様に荷重Ｐを加えて破断分割を行った。
この結果、曲げモーメントＭが負である位置には内側面に、曲げモーメントＭが正である位置には外側面に溝を形成することにより、６箇所の溝形成位置において分割された、破断面の乱れがない６つの円弧状磁石を容易に得ることができた。

（実施例５）
円筒状の加工前磁石に、その中心軸を基軸とする８つの回転対称位置に溝を形成して破断分割試験を行った。

具体的には、実施例２と同じ筒状の加工前磁石に、実施例１と同様のレーザー加工機によって深さ０．３ｍｍ、幅０．１ｍｍの溝を、その中心軸を基軸とする８つの回転対称位置（隣接する回転対称位置間の開き角度は４５°）に形成した。なお、この８つの回転対称位置のうち、荷重Ｐ（７００Ｎ）を加える予定の２方向のうちのひとつとの角度θが０°、１８０°である２箇所（曲げモーメントＭが負である位置）は内側面に溝を形成し、角度θが４５°、９０°、１３５°、２２５°、２７０°、３１５°である６箇所（曲げモーメントＭが正である位置）は外側面に溝を形成した（図１２）。

この溝入磁石について、図１２に示す矢印の２方向から実施例２と同様に荷重Ｐを加えて破断分割を行った。
この結果、曲げモーメントＭが負である位置には内側面に、曲げモーメントＭが正である位置には外側面に溝を形成することにより、８箇所の溝形成位置において分割された、破断面の乱れがない８つの円弧状磁石を容易に得ることができた。

１加工前磁石
３溝入磁石
１０空洞
１０１内側面
１０３外側面
１０５底面
２０１中心軸
２０３底面の中心（底面の外周線の中心）
３０１回転対称位置
４０１溝
α 内周線
β 外周線

Claims

外側面、内側面および２つの底面を備えるリング状または筒状の加工前磁石を用意し、前記加工前磁石が備える２つの前記底面の外周線の中心をいずれも通る直線である中心軸を基軸とする４以上の回転対称位置を特定し、前記回転対称位置の各々における前記外側面および／または前記内側面に、深さが０．２～１．０ｍｍである溝を形成して溝入磁石を得る溝形成工程と、
前記溝入磁石の前記外側面に、前記中心軸に垂直な向かい合う２方向から荷重を加え、前記溝入磁石を破断して分割する分割工程と、を備え、
前記溝形成工程において、前記分割工程にて前記荷重を加えた場合に前記溝入磁石に生じる、下式（Ｉ）により算出される曲げモーメントＭが負である前記回転対称位置には前記内側面に前記溝を形成し、前記曲げモーメントＭが正である前記回転対称位置には前記外側面に前記溝を形成する、異形片状磁石の製造方法。
（Ｉ）Ｍ＝（Ｐ×Ｒ／２）×（｜ｓｉｎθ｜－２／π）
（式中、Ｐは前記分割工程にて前記溝入磁石に加える前記荷重（Ｎ）であり、Ｒは一方の前記底面における前記中心から前記回転対称位置の外周線までの長さと内周線までの長さとの平均値（ｍｍ）であり、θは前記荷重を加える方向から前記回転対称位置までの角度（°）である。）
前記溝形成工程が、前記回転対称位置の各々において前記内側面または前記外側面のいずれか一方のみに前記溝を形成する工程である、請求項１に記載の異形片状磁石の製造方法。