(57)【要約】      （修正有）【課題】径方向に着磁された中空半球状の磁石及びその製造方法を提供する。【解決手段】磁石粉末を含む中空半球状の成形体１００ａにより構成される磁石１００であって、磁石の径方向に着磁され、磁石の径方向に対する磁束の角度の差が２５°以内である。また、磁石は、磁石粉末を含む中空半球状の成形体を用意する工程と、成形体を着磁する工程と、を備える。着磁する工程は、成形体の開口端面１０３側に、成形体の中心と頂点を結ぶ中心軸線と同軸状に円筒状のコイルを配置する工程と、コイルを励磁することにより、成形体の中心側から外周側に磁束が通過する放射状の磁場を成形体に印加する工程と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石粉末を含む中空半球状の成形体により構成される磁石であって、
前記磁石の径方向に着磁され、前記磁石の径方向に対する磁束の角度の差が２５°以内である、
磁石。
【請求項２】
前記成形体は、前記磁石粉末の圧粉体である請求項１に記載の磁石。
【請求項３】
前記磁石粉末は、希土類元素と鉄とを含有する希土類−鉄系合金の粉末である請求項１又は請求項２に記載の磁石。
【請求項４】
前記磁石の中心と頂点を結ぶ中心軸線と同軸で、且つ、前記磁石の開口端面の内径と同径の円筒面を分割面とし、前記分割面よりも内周側に位置する部分を頂部、前記分割面よりも外周側に位置する部分を裾部としたとき、
前記頂部と前記裾部との相対密度の差が５％以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の磁石。
【請求項５】
前記磁石の相対密度が８０％以上である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の磁石。
【請求項６】
磁石粉末を含む中空半球状の成形体を用意する工程と、
前記成形体を着磁する工程と、を備え、
前記着磁する工程は、
前記成形体の開口端面側に、前記成形体の中心と頂点を結ぶ中心軸線と同軸状に円筒状のコイルを配置する工程と、
前記コイルを励磁することにより、前記成形体の中心側から外周側に磁束が通過する放射状の磁場を前記成形体に印加する工程と、を含む、
磁石の製造方法。
【請求項７】
前記着磁する工程において、前記成形体の内周面側に、前記コイルの中心軸線と同軸状に半球状の第１のヨークを配置すると共に、前記成形体の外周面側を覆うように第２のヨークを配置する請求項６に記載の磁石の製造方法。
【請求項８】
前記着磁する工程において、前記成形体の全域に３Ｔ以上の磁場を印加する請求項６又は請求項７に記載の磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、磁石、及び磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、磁極面がボンド磁石部で形成され、磁極面が略球状（半球状）に形成された磁極面球状ボンド磁石を開示する。特許文献１に記載の磁極面球状ボンド磁石は、ボンド磁石部の外周面上に複数の磁極（Ｎ極及びＳ極）が着磁されており、上下左右に隣接する磁極の向きがほぼ異なるように形成されている。即ち、ボンド磁石部の外周面にＮ極とＳ極が交互に位置するように着磁されている。また、特許文献１には、球状ボンド磁石の着磁に関して、ボンド磁石部の外周面上に有芯ソレノイドコイルを磁極数と同数だけ放射状に配置して着磁を行うことが記載されている。
【０００３】
また、希土類磁石に関する技術が、例えば特許文献２〜４に開示されている。特許文献２〜４には、希土類−鉄系合金を水素化処理した磁石用粉末を圧縮成形して圧粉体とし、その圧粉体を脱水素処理することで、希土類−鉄系合金の圧粉体からなる希土類−鉄系磁石（圧粉磁石）を製造することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４１１３８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３６４９８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３７２１８号公報
【特許文献４】特開２０１２−２４１２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁石は、その用途に応じて、種々の形状のものが製造されている。中空半球状に形成され、中心から径方向（放射状）に着磁された磁石の開発が求められている。
【０００６】
本開示は、径方向に着磁された中空半球状の磁石を提供することを目的の一つとする。また、本開示は、中空半球状の磁石を放射状に着磁する磁石の製造方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の磁石は、
磁石粉末を含む中空半球状の成形体により構成される磁石であって、
前記磁石の径方向に着磁され、前記磁石の径方向に対する磁束の角度の差が２５°以内である。
【０００８】
本開示の磁石の製造方法は、
磁石粉末を含む中空半球状の成形体を用意する工程と、
前記成形体を着磁する工程と、を備え、
前記着磁する工程は、
前記成形体の開口端面側に、前記成形体の中心と頂点を結ぶ中心軸線と同軸状に円筒状のコイルを配置する工程と、
前記コイルを励磁することにより、前記成形体の中心側から外周側に磁束が通過する放射状の磁場を前記成形体に印加する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の磁石は、径方向に着磁された中空半球状の磁石である。本開示の磁石の製造方法は、径方向に着磁した中空半球状の磁石を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る磁石を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、実施形態に係る磁石を示す概略断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る磁石を示す概略半断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係る磁石の製造方法を説明する概略断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係る磁石の別の一例を示す概略斜視図であり、磁石（成形体）の外周面に段差を有する形態を示す。
【図６】図６は、実施形態に係る磁石の別の一例を示す概略断面図であり、磁石（成形体）の外周面に段差を有する形態を示す。
【図７】図７は、磁石（成形体）の外周面に段差を有する別の一例を示すものであり、頂部側に段差が形成されている場合を示す概略断面図である。
【図８】図８は、磁石（成形体）の外周面に段差を有する別の一例を示すものであり、裾部側に段差が形成されている場合を示す概略断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、成形体の製造方法に使用する金型の一例を示す概略断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａに示す金型を構成するダイの概略断面図である。
【図１０】図１０は、成形体の製造方法における第二の工程を示す概略断面図である。
【図１１】図１１は、第二の工程におけるＡ工程を説明する概略断面図である。
【図１２】図１２は、第二の工程におけるＢ工程を説明する概略断面図である。
【図１３】図１３は、第二の工程におけるＣ工程を説明する概略断面図である。
【図１４】図１４は、第二の工程におけるＤ工程を説明する概略断面図である。
【図１５】図１５は、成形体の製造方法における第三の工程を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【００１２】
（１）本開示の実施形態に係る磁石は、
磁石粉末を含む中空半球状の成形体により構成される磁石であって、
前記磁石の径方向に着磁され、前記磁石の径方向に対する磁束の角度の差が２５°以内である。
【００１３】
本開示の磁石は、径方向（放射状）に着磁された中空半球状の磁石である。即ち、磁石の内周面及び外周面のうち、一方の面がＮ極、他方の面がＳ極に磁化されている。また、本開示の磁石は、径方向に対する磁束の角度の差が２５°以内であることで、径方向に対する磁束のズレが小さい。
【００１４】
（２）本開示の磁石の一形態として、
前記成形体は、前記磁石粉末の圧粉体であることが挙げられる。
【００１５】
上記形態は、成形体が圧粉体であることで、バインダ樹脂を含有しない又はバインダ樹脂の含有量が少ない。そのため、上記形態は、ボンド磁石に比べて磁石を高密度化することができる。磁石を高密度化することで、磁気特性が向上する。
【００１６】
（３）本開示の磁石の一形態として、
前記磁石粉末は、希土類元素と鉄とを含有する希土類−鉄系合金の粉末であることが挙げられる。
【００１７】
上記形態は、磁石粉末が希土類−鉄系合金の粉末であることで、希土類−鉄系磁石が得られる。
【００１８】
（４）本開示の磁石の一形態として、
前記磁石の中心と頂点を結ぶ中心軸線と同軸で、且つ、前記磁石の開口端面の内径と同径の円筒面を分割面とし、前記分割面よりも内周側に位置する部分を頂部、前記分割面よりも外周側に位置する部分を裾部としたとき、
前記頂部と前記裾部との相対密度の差が５％以下であることが挙げられる。
【００１９】
磁石において部分的に密度が異なると、部位によって磁気特性が異なることになる。つまり、磁石の密度が不均一であると、磁気特性が不均一になる。上記形態は、頂部と裾部との相対密度の差が５％以下であることで、頂部と裾部との密度差が小さい。そのため、上記形態は、磁石の密度が均一であり、磁気特性を均一にできる。
【００２０】
（５）本開示の磁石の一形態として、
前記磁石の相対密度が８０％以上であることが挙げられる。
【００２１】
上記形態は、磁石の相対密度が８０％以上であるため、高密度である。高密度の磁石は、磁気特性に優れる。
【００２２】
（６）本開示の実施形態に係る磁石の製造方法は、
磁石粉末を含む中空半球状の成形体を用意する工程と、
前記成形体を着磁する工程と、を備え、
前記着磁する工程は、
前記成形体の開口端面側に、前記成形体の中心と頂点を結ぶ中心軸線と同軸状に円筒状のコイルを配置する工程と、
前記コイルを励磁することにより、前記成形体の中心側から外周側に磁束が通過する放射状の磁場を前記成形体に印加する工程と、を含む。
【００２３】
本開示の磁石の製造方法は、磁石粉末を含む中空半球状の成形体を用意する工程と、成形体を着磁する工程とを備える。着磁する工程は、成形体の開口端面側に円筒状のコイルを、成形体の中心軸線とコイルの中心軸線とが同軸状となるように配置する。この状態でコイルを励磁することにより、成形体の中心側から外周側に磁束が通過する放射状の磁場を成形体に印加する。そのため、成形体に対して、その径方向に磁束が通るように磁場を印加して着磁することができる。したがって、本開示の磁石の製造方法は、径方向（放射状）に着磁した中空半球状の磁石を製造することができる。
【００２４】
（７）本開示の磁石の製造方法の一形態として、
前記着磁する工程において、前記成形体の内周面側に、前記コイルの中心軸線と同軸状に半球状の第１のヨークを配置すると共に、前記成形体の外周面側を覆うように第２のヨークを配置することが挙げられる。
【００２５】
上記形態は、成形体の内周面側と外周面側に第１のヨーク及び第２のヨークをそれぞれ配置することで、成形体を通る磁束を増加させることができる。よって、上記形態は、効率よく着磁することができる。また、第１のヨーク及び第２のヨークを配置することにより、成形体の径方向に対する磁束のズレをより小さくできる。
【００２６】
（８）本開示の磁石の製造方法の一形態として、
前記着磁する工程において、前記成形体の全域に３Ｔ以上の磁場を印加することが挙げられる。
【００２７】
上記形態は、成形体の全域に３Ｔ以上の磁場を印加することで、十分に着磁することができる。
【００２８】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本開示の実施形態に係る磁石、及び磁石の製造方法の具体例を説明する。図中の同一符号は、同一名称物を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２９】
＜実施形態＞
［磁石］
図１〜図３を参照して、実施形態に係る磁石１００について説明する。実施形態に係る磁石１００は、図１に示すように、磁石粉末を含む中空半球状の成形体１００ａにより構成されている。磁石１００の特徴の１つは、図２、図３に示すように、径方向に着磁され、径方向に対する磁束ｂの角度の差が２５°以内である点にある（図２、図３中、破線矢印は磁束ｂの方向を示す）。本例では、磁石１００の外周面１０２がＮ極に磁化され、内周面１０１がＳ極に磁化されている場合を例示する。
【００３０】
図１は、磁石１００（成形体１００ａ）の頂点側を下にし、磁石１００（成形体１００ａ）の開口端面１０３側から見た斜視図である。図２は、磁石１００（成形体１００ａ）の頂点側を上にし、磁石１００（成形体１００ａ）を中心軸線に沿って切断した断面図である。図３は、図２の断面図を部分的に拡大して示す半断面図である。図２の一点鎖線は、磁石１００（成形体１００ａ）における中心（図中、点Ｏ）と頂点（図中、点Ｐ）を結ぶ中心軸線を示している。図２中の二点鎖線は、磁石１００（成形体１００ａ）における頂部１１０と裾部１２０との境界（分割面）を示している。
【００３１】
（形状）
磁石１００（成形体１００ａ）は、図１、図２に示すように、中空半球状であり、頂部１１０と裾部１２０とを有する。頂部１１０とは、図２に示すように、中心Ｏと頂点Ｐを結ぶ中心軸線（図２中の一点鎖線）と同軸で、且つ、開口端面１０３の内径と同径の円筒面を分割面（図２中の二点鎖線）としたとき、分割面よりも内周側に位置する部分をいう。裾部１２０とは、分割面よりも外周側に位置する部分をいう。
【００３２】
磁石１００（成形体１００ａ）のサイズは特に限定されない。磁石１００の厚み（径方向の幅）は、例えば、開口端面１０３の外周半径（図２中、Ｒ１０３で示される寸法）の１／３０倍以上１／２倍以下であることが挙げられる。磁石１００の厚みは、開口端面１０３の外周半径Ｒ１０３の１／２５倍以上でもよい。磁石１００の厚みとしては、具体的には、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、更に４ｍｍ以上１０ｍｍ以下が挙げられる。磁石１００の外径（外周面１０２の直径）は、例えば２０ｍｍ以上９０ｍｍ以下、更に２５ｍｍ以上７５ｍｍ以下が挙げられる。磁石１００の内径（内周面１０１の直径）は、例えば１０ｍｍ以上８５ｍｍ以下、更に２０ｍｍ以上７０ｍｍ以下が挙げられる。本例では、磁石１００の厚みが一様である。つまり、内周面１０１と外周面１０２とが相似形状である。ここでは、磁石１００の頂点Ｐを通る周方向に沿った線上で等間隔に３点の厚みを測定して、厚みの最小値と最大値の差が０．３ｍｍ以下であれば、実質的に厚みが一様とみなす。
【００３３】
（成形体）
磁石１００は、磁石粉末を含む成形体１００ａにより構成されている。成形体１００ａは、磁石粉末を圧縮成形した圧粉体であることが挙げられる。成形体１００ａが磁石粉末の圧粉体であることで、バインダ樹脂を含有しない又はバインダ樹脂の含有量が少ない。バインダ樹脂の含有量は、例えば０質量％以上０．５質量％以下、更に０．３質量％以下である。そのため、成形体１００ａに占める磁石粉末の割合が多く、ボンド磁石に比べて磁石１００を高密度化することができる。磁石１００を高密度化することで、磁気特性が向上する。バインダ樹脂は実質的に含有しない（含有量が０質量％）ことが好ましい。
【００３４】
（磁石粉末）
磁石粉末は、例えば、希土類元素と鉄とを含有する希土類−鉄系合金の粉末であることが挙げられる。希土類−鉄系合金としては、代表的には、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３が挙げられる。磁石粉末が希土類−鉄系合金の粉末であることで、残留磁束密度（Ｂｒ）や保磁力（Ｈｃ）といった磁気特性が高い希土類−鉄系磁石が得られる。
【００３５】
希土類−鉄系合金に含有する希土類元素としては、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）などが挙げられる。希土類元素の含有量は１０質量％以上４０質量％未満、更に２０質量以上３５質量％以下が挙げられる。例えば、希土類元素がＮｄの場合、Ｎｄの含有量は２５質量％以上（更に２８質量％以上）３５質量％以下が好ましい。一方、Ｓｍの場合、Ｓｍの含有量は２５質量％以上２６．５質量％以下が好ましい。Ｎｄ又はＳｍの含有量が上記範囲内であることで、化学量論組成がＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ又はＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３などの希土類−鉄系合金が得られる。
【００３６】
希土類−鉄系合金において、希土類元素及び鉄（Ｆｅ）以外の元素としては、ホウ素（Ｂ）、窒素（Ｎ）などが挙げられる。特に、Ｎｄを含む組成の場合、Ｂを含むことが挙げられる。Ｓｍを含む組成の場合、Ｎを含むことが挙げられる。その他、Ｆｅの一部をコバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ガリウム（Ｇａ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）及びニオブ（Ｎｂ）からなる群より選択される少なくとも１種の元素で置換してもよい。
【００３７】
（頂部と裾部の相対密度の差）
磁石１００（成形体１００ａ）における頂部１１０と裾部１２０との相対密度の差（絶対値）は、例えば５％以下であることが挙げられる。頂部１１０と裾部１２０との相対密度の差が５％以下であることで、頂部１１０と裾部１２０との密度差が小さい。そのため、磁石１００の密度が均一であり、磁気特性を均一にできる。頂部１１０と裾部１２０との相対密度の差は、更に２％以下、特に１％以下が好ましい。
【００３８】
（相対密度）
磁石１００（成形体１００ａ）全体の相対密度は、例えば８０％以上であることが挙げられる。相対密度が８０％以上の磁石１００は、高密度であるため、磁気特性に優れる。磁石１００の相対密度は、更に８５％以上が好ましい。磁石１００の相対密度は、理想的には１００％であるが、製造性などを考慮すると、例えば９９％以下が挙げられる。
【００３９】
相対密度は、［実測密度／理論密度］×１００として求めることができる。実測密度は、例えばアルキメデス法により測定することができる。理論密度は、例えば磁石１００の組成から計算によって求めることができる。
【００４０】
（着磁方向）
磁石１００は、図２に示すように、径方向（放射状）に着磁されている。そのため、磁石１００の内周面１０１及び外周面１０２とは、互いに極性が異なる磁極に着磁されている。即ち、磁石１００の内周面１０１及び外周面１０２のうち、一方の面がＮ極、他方の面がＳ極に磁化されている。本例では、磁石１００の外周面１０２がＮ極に磁化され、内周面１０１がＳ極に磁化されている。これに限定されるものではなく、磁石１００の内周面１０１がＮ極に磁化され、外周面１０２がＳ極に磁化されていてもよい。
【００４１】
「径方向に着磁されている」とは、磁石１００の径方向に対する磁束ｂの角度の差（絶対値）が２５°以内であることを意味する。「径方向に対する磁束ｂの角度の差」とは、磁石１００の内周面１０１及び外周面１０２の各面において、その面の法線方向と、その面から生じる磁束ｂの方向とがなす角度のことを意味する。つまり、法線方向に対する磁束ｂの方向の傾きである。径方向に対する磁束ｂの角度の差が２５°以内であれば、径方向に対する磁束ｂのズレが小さい。この角度の差（ズレ）が小さいほど、内周面１０１及び外周面１０２の各面から法線方向に磁束が向いているといえる。径方向に対する磁束ｂの角度の差は、更に２３°以下、２１°以下が好ましい。
【００４２】
「径方向に対する磁束ｂの角度の差が２５°以内」とは、磁石１００の内周面１０１及び外周面１０２の各面の全域にわたって法線方向と磁束ｂの方向とがなす角度の最大値が２５°以内であることを意味する。具体的には、磁石１００の内周面１０１及び外周面１０２の各面において、位置が異なる複数点における磁束ｂの方向を測定する。そして、各測定点における法線方向と磁束ｂの方向とがなす角度を求め、その角度を径方向に対する磁束ｂの角度の差とする。磁束ｂの方向の測定は、例えば図３に示すように、内周面１０１及び外周面１０２の各面に沿って周方向に等間隔に測定することが挙げられる。測定点は、例えば６点以上、更に９点以上、１８点以上が好ましい。
【００４３】
磁束ｂの方向は、例えば、３次元磁界ベクトル分布測定装置などにより測定できる。３次元磁界ベクトル分布測定装置としては、例えば、株式会社アイエムエス製ＭＴＸ  ｖｅｒ．５が挙げられる。
【００４４】
（段差）
磁石１００を構成する成形体１００ａの外周面１０２には、段差が形成されていることを許容する。図１、図２に示す成形体１００ａは、外周面１０２のうち、頂部１１０の外周面と裾部１２０の外周面との間に０．１ｍｍ以下（０を含む）の段差が形成されている。成形体１００ａの外周面１０２に形成される段差が０．１ｍｍ以下であることで、段差が実質的になく、成形体１００ａの外周面１０２を円滑な半球面で構成できる。成形体１００ａの外周面１０２に段差がない（０．１ｍｍ以下の段差を含む）ことで、成形体１００ａの外側に半球状の別部材（図示せず）を組み付けたときに、成形体１００ａの外周面１０２と別部材の内周面との間に隙間が形成されることを抑制できる。
【００４５】
図５、図６に示す成形体１００ａは、外周面１０２のうち、頂部１１０の外周面と裾部１２０の外周面との間に０．１ｍｍ超０．３ｍｍ以下の段差１３０が形成されている。段差１３０は、成形体１００ａの中心軸線（図中の一点鎖線）と同軸で、中心軸線に対して平行な円筒面（垂直面）で構成される。成形体１００ａの外周面１０２に０．１ｍｍ超の段差１３０が形成されていることで、成形体１００ａの外側に半球状の別部材（図示せず）を組み付けるときに、この段差を別部材に対する位置決めに利用できる。この場合、別部材の内周面に段差１３０に対応する段差部を設けておく。
【００４６】
段差１３０の位置は、頂部１１０と裾部１２０との間に限定されない。例えば、図７に示すように、成形体１００ａの外周面１０２のうち、頂部１１０と裾部１２０との境界（図中の二点鎖線）よりも頂部１１０側に段差１３０が形成されていてもよい。或いは、図８に示すように、成形体１００ａの外周面１０２のうち、頂部１１０と裾部１２０との境界（図中の二点鎖線）よりも裾部１２０側に段差１３０が形成されていてもよい。段差１３０の位置は、成形体１００ａの中心軸線（図中の一点鎖線）から径方向に、開口端面１０３の内周半径ｒ１０３の０．８倍以上１．２倍以下の位置に設定されていることが挙げられる。つまり、段差１３０は、頂部１１０と裾部１２０との境界（図中の二点鎖線）から内周半径ｒ１０３の±２０％以内の位置に形成されていることが挙げられる。
【００４７】
｛効果｝
上述した実施形態に係る磁石１００は、径方向（放射状）に着磁された中空半球状の磁石である。磁石１００は、径方向に対する磁束の角度の差が２５°以内であることで、径方向に対する磁束のズレが小さい。そのため、磁石１００は、内周面及び外周面の各面から法線方向に磁束ｂが向いている。また、磁石１００は等方性磁石である。
【００４８】
｛用途｝
中空半球状の磁石１００は、各種電気機器に利用可能である。
【００４９】
［磁石の製造方法］
図４を主に参照すると共に、図２、図３を適宜参照して、実施形態に係る磁石の製造方法について説明する。実施形態に係る磁石の製造方法は、以下の工程を備える。
第一の工程：磁石粉末を含む中空半球状の成形体を用意する工程。
第二の工程：成形体を着磁する工程。
以下、各工程について詳しく説明する。
【００５０】
（第一の工程：用意工程）
成形体１００ａは、着磁する前の磁石１００（図２）の素材である。本例では、成形体１００ａは、磁石粉末を圧縮成形した圧粉体である。
【００５１】
（第二の工程：着磁工程）
第二の工程は、次の工程を含む。
・成形体１００ａの開口端面１０３側に、成形体１００ａの中心と頂点を結ぶ中心軸線と同軸状に円筒状のコイル２００を配置する工程。
・コイル２００を励磁することにより、成形体１００ａの中心側から外周側に磁束ｂが通過する放射状の磁場を成形体１００ａに印加する工程。
【００５２】
第二の工程では、図４に示すように、成形体１００ａの開口端面１０３側に円筒状のコイル２００を配置する。コイル２００は、成形体１００ａの中心軸線とコイル２００の中心軸線とが同軸状となるように配置する。この状態でコイル２００を励磁すると、図４に示すように、コイル２００の一端側から出て、他端側に戻るループ状の磁束ｂが発生する。図４中の破線矢印は、コイル２００から発生する磁束ｂの方向を示している。つまり、コイル２００を励磁することにより、成形体１００ａの中心側から外周側に磁束ｂが通過する放射状の磁場を形成することができる。そのため、成形体１００ａに対して、径方向に磁束ｂが通るように磁場を印加して着磁することができる。コイル２００と成形体１００ａとの距離が近いほど、成形体に印加される磁場が大きくなる。そのため、コイル２００の端面２０１と成形体１００ａの開口端面１０３との離間距離は、例えば５ｍｍ以下、更に３ｍｍ以下が好ましい。
【００５３】
成形体１００ａを着磁することによって、磁石１００（図２）が得られる。成形体１００ａを通る磁束ｂの方向と、磁石１００（図２）の着磁方向（磁化方向）とは、実質的に一致する。つまり、成形体１００ａを通る磁束ｂの方向によって、着磁後における磁石１００（図２）の磁束ｂの方向が決まる。本例では、成形体１００ａの開口端面１０３に対向するコイル２００の一方の端面２０１側がＮ極となり、他方の端面２０２側がＳ極となるように、コイル２００を励磁している。この場合、磁石１００の外周面１０２がＮ極に磁化され、内周面１０１がＳ極に磁化される。コイル２００に流す電流の向きを変えることによって、コイル２００の一方の端面２０１側がＳ極となり、他方の端面２０２側がＮ極となるように、コイル２００を励磁してもよい。この場合、磁石１００の内周面１０１がＮ極に磁化され、外周面１０２がＳ極に磁化される。
【００５４】
「成形体の中心側から外周側に磁束が通過する」とは、例えば、成形体１００ａの径方向に対する成形体１００ａを通る磁束ｂの角度の差（絶対値）が２５°以内であることが挙げられる。「径方向に対する成形体１００ａを通る磁束ｂの角度の差」とは、成形体１００ａの内周面１０１及び外周面１０２の各面において、その面の法線方向と、その面を通る磁束ｂの方向とがなす角度のことを意味する。「径方向に対する成形体１００ａを通る磁束ｂの角度の差が２５°以内」とは、成形体１００ａの内周面１０１及び外周面１０２の各面の全域にわたって法線方向と磁束ｂの方向とがなす角度が２５°以内であることを意味する。径方向に対する成形体１００ａを通る磁束ｂの角度の差が２５°以内であれば、成形体１００ａの径方向に対する磁束のズレが小さい。この角度の差（ズレ）が小さいほど、成形体１００ａを通る磁束ｂが、内周面１０１及び外周面１０２の各面に対して法線方向に向いているといえる。成形体１００ａの径方向に対する成形体１００ａを通る磁束ｂの角度の差は、更に２３°以下、２１°以下が好ましい。
【００５５】
第二の工程（着磁工程）において、例えば、成形体１００ａの全域に３Ｔ以上の磁場を印加することが挙げられる。成形体１００ａの全域に３Ｔ以上の磁場を印加することで、十分に着磁することができる。成形体１００ａに印加する磁場は、更に３．２Ｔ以上が好ましい。
【００５６】
〈コイル〉
コイル２００の形状は円筒状である。コイル２００の横断面は円形である。コイル２００は、巻線を螺旋状に巻回して構成されている。巻線は、例えば、コイル２００の軸方向に沿って複数列巻回されると共に、径方向に多層に重ねて巻回されている。巻線には、導体線の表面に絶縁被覆を有する絶縁被覆線を用いることができる。導体線は、例えば銅線などが挙げられる。絶縁被覆は、例えば樹脂被覆、ガラス被覆などが挙げられる。樹脂被覆は、例えばポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリビニルホルマール（ＰＶＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの絶縁樹脂により形成されている。巻線（導体線）は、断面形状が円形の丸線でもよいし、断面形状が矩形の平角線でもよい。巻線に平角線を用いた場合、丸線に比べて占積率を高めることができる。
【００５７】
導体線のサイズは、丸線の場合、線径が１ｍｍ以上４ｍｍ以下、更に１ｍｍ以上３ｍｍ以下、平角線の場合、短辺（厚み）及び長辺（幅）が１ｍｍ以上４ｍｍ以下、更に１ｍｍ以上３ｍｍ以下が挙げられる。導体線のサイズが大きいほど、断面積が大きくなるため、抵抗が小さくなる。よって、コイル２００に流す電流を増加させることができる。導体線のサイズが小さいほど、巻線を巻回し易くなる。そのため、コイル２００の作製が容易になる。樹脂被覆の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、更に０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下が挙げられる。樹脂被覆の厚みが０．１ｍｍ以上であることで、導体線間の絶縁を確保し易い。樹脂被覆の厚みが０．５ｍｍ以下であることで、導体線から放熱し易い。
【００５８】
磁場の強さは、コイル２００に流す電流とコイル２００の巻数に比例する。電流及び巻数は、例えば、成形体１００ａの全域に３Ｔ以上の磁場を印加できるように、適宜設定すればよい。電流は、例えば１０ｋＡ以上５０ｋＡ以下、更に１５ｋＡ以上４０ｋＡ以下が挙げられる。電流が１０ｋＡ以上であれば、着磁に必要な磁場を発生させ易い。電流が５０ｋＡ以下であれば、コイル２００の発熱を抑制できる。巻数は、例えば１８ターン以上９０ターン以下、更に２４ターン以上７８ターン以下が挙げられる。巻数が１２ターン以上であれば、着磁に必要な磁場を発生させ易い。巻数が９０ターン以下であれば、コイル２００の容積を小さくできる。コイル２００の軸方向に沿った巻数（列数）は、例えば３列以上１５列以下、更に４列以上１３列以下が挙げられる。コイル２００の径方向の巻数（層数）は、例えば３層以上１０層以下、更に４層以上９層以下が挙げられる。
【００５９】
コイル２００の外径は、例えば、成形体１００ａにおける開口端面１０３の内径以上で、且つ、開口端面１０３の外径の＋２０％以下であることが挙げられる。この場合、成形体１００ａに対して、放射状の磁場を形成し易い。その結果、成形体１００ａの径方向に対する成形体１００ａを通る磁束ｂの角度の差を２５°以内に調節し易い。好ましくは、コイル２００の外径は、開口端面１０３の中心径以上が挙げられる。開口端面１０３の中心径とは、開口端面１０３の内径と外径との平均径（内外径の和の１／２）である。コイル２００の外径は、更に、開口端面１０３の外径の＋１０％以下、開口端面１０３の外径以下でもよい。コイル２００の外径は、コイル２００の層数によって変更できる。コイル２００の内径は、例えば、成形体１００ａにおける開口端面１０３の内径未満であることが挙げられる。コイル２００の内径が大き過ぎると、磁場（磁束密度）が低下する傾向がある。コイル２００の内径が小さ過ぎると、巻線を巻回することが難しくなる。そのため、コイル２００の作製が困難になる。コイル２００の内径は、巻線を巻回し易いように、例えば５ｍｍ以上、更に６ｍｍ以上であることが挙げられる。
【００６０】
〈ヨーク〉
第二の工程（着磁工程）において、図４に示すように、第１のヨーク３０１及び第２のヨーク３０２を配置してもよい。第１のヨーク３０１は、半球状である。第１のヨーク３０１は、成形体１００ａの内周面１０１側にコイル２００の中心軸線と同軸状に配置する。第２のヨーク３０２は、成形体１００ａの外周面１０２側を覆う半球状の凹部３２１が形成されている。第２のヨーク３０２は、成形体１００ａの外周面１０２側を覆うように配置する。コイル２００、第１のヨーク３０１の半球状の外周面、及び第２のヨーク３０２における半球状の凹部３２１は同軸状である。
【００６１】
第１のヨーク３０１及び第２のヨーク３０２は、透磁率及び飽和磁束密度が高い材料により形成されている。第１のヨーク３０１及び第２のヨーク３０２の比透磁率は、例えば２０００以上、更に３０００以上であることが挙げられる。第１のヨーク３０１及び第２のヨーク３０２の飽和磁束密度は、例えば１．５Ｔ以上、更に２Ｔ以上であることが挙げられる。第１のヨーク３０１及び第２のヨーク３０２を形成する材料としては、例えば鉄、パーメンジュールなどが挙げられる。
【００６２】
コイル２００から発生する磁場は、距離が離れるほど減衰する。成形体１００ａの内周面１０１側と外周面１０２側に第１のヨーク３０１及び第２のヨーク３０２をそれぞれ配置することで、成形体１００ａに印加される磁場の減衰を抑制することができる。そのため、成形体１００ａを通る磁束を増加させることができる。よって、効率よく着磁することができる。また、第１のヨーク３０１及び第２のヨーク３０２を配置することにより、成形体１００ａを通る磁束の向きを調節することが可能である。そのため、成形体１００ａの径方向に対する磁束のズレをより小さくできる。
【００６３】
〈コイルケース〉
本例では、図４に示すように、コイル２００がコイルケース２１０に収容されている。ここでは、コイル２００の一方の端面２０１側を上、他方の端面２０２側を下とする。コイルケース２１０は、芯部２１１と、外壁部２１２と、上壁部２１３と、底壁部２１４とを有する。芯部２１１は、コイル２００内に配置される円柱状の部分である。芯部２１１は、コイル２００の中心軸を位置決めする。外壁部２１２は、コイル２００の外周側に配置される円筒状の部分である。コイル２００を励磁したとき、ローレンツ力によって、コイル２００が径方向に膨らもうとする。外壁部２１２は、ローレンツ力によるコイル２００の変形を阻止する。上壁部２１３は、コイル２００の端面２０１側に配置される円板状の部分である。成形体１００ａは、上壁部２１３の上面に載置される。上壁部２１３の厚みは、例えば５ｍｍ以下、更に３ｍｍ以下が好ましい。コイル２００と成形体１００ａとの距離が近いほど、成形体に印加される磁場が大きくなるからである。底壁部２１４は、コイル２００の端面２０２側に配置される円板状の部分である。コイルケース２１０内には、芯部２１１、外壁部２１２、上壁部２１３及び底壁部２１４により円筒状の空間が形成され、この空間にコイル２００が収容されている。本例では、芯部２１１、外壁部２１２及び上壁部２１３が一体に形成されている。底壁部２１４は、芯部２１１及び外壁部２１２の下面にボルト（図示せず）によって固定されている。
【００６４】
コイルケース２１０（芯部２１１、外壁部２１２、上壁部２１３及び底壁部２１４）は、非磁性で強度が高い材料により形成されている。コイルケース２１０を形成する材料としては、例えばオーステナイト系ステンレス鋼（例、ＳＵＳ３０４）などが挙げられる。
【００６５】
｛効果｝
上述した実施形態に係る磁石の製造方法は、径方向（放射状）に着磁した中空半球状の磁石１００（図２）を製造することができる。
【００６６】
［成形体の製造方法］
図９Ａ、図９Ｂ、図１０〜図１５を参照して、成形体１００ａ（図１、図２）を製造する方法の具体例を以下に説明する。成形体の製造方法は、原料粉末１００ｐを金型１で圧縮成形して中空半球状の圧粉体を製造するものである。成形体の製造方法は、使用する金型、及び金型の動作に特徴を有する。まず初めに、図９Ａ、図９Ｂを参照して金型１の構成について説明し、次いで、図１０〜図１５を主に参照して金型１の動作について説明する。
【００６７】
（金型）
金型１は、図９Ａに示すように、中空部１０ｈを有するダイ１０と、中空部１０ｈに挿入される下パンチ２０と、中空部１０ｈに挿入される上パンチ３０とを備える。ダイ１０は、筒状体であり、筒状体の内周面１０ｉで中空部１０ｈを構成する（図９Ｂも参照）。内周面１０ｉは、図９Ｂに示すように、第一内周面１１と、第二内周面１２と、第三内周面１３とで形成されている。上パンチ３０は、図９Ａに示すように、第一上パンチ３１と第二上パンチ３２とを有する。金型１は、ダイ１０の第一内周面１１及び下パンチ２０の端面２１によって半球状の成形体１００ａ（図１、図２参照）の外周面１０２を成形する。また、金型１は、第一上パンチ３１の端面３１ｃ及び第二上パンチ３２の端面３２ｈによって成形体１００ａの開口端面１０３及び内周面１０１を成形する。以下、各要素について詳しく説明する。
【００６８】
ダイ１０の内周面１０ｉは、図９Ｂに示すように、第一内周面１１と、第二内周面１２と、第三内周面１３とを有する。第一内周面１１は、軸方向の一端１１ａから他端１１ｂに向かって内径が小さくなる球帯状の面である。軸方向とは、第一内周面１１の中心軸線（図９Ｂ中の一点鎖線）の方向（紙面上下方向）をいう。第二内周面１２は、第一内周面１１の一端１１ａ側（紙面上側）に形成され、第一内周面１１の最大内径と同じ内径（図９Ｂ中のｄ１２）を有する円筒状の面である。第三内周面１３は、第一内周面１１の他端１１ｂ側（紙面下側）に形成され、第一内周面１１の最小内径と同じ内径（図９Ｂ中のｄ１３）を有する円筒状の面である。以下の説明では、第一内周面１１の内径が大きい一端１１ａ側（第二内周面１２側）を上、内径が小さい他端１１ｂ側（第三内周面１３側）を下とする。
【００６９】
ダイ１０の第一内周面１１は、成形体１００ａ（図１、図２参照）の半球状の外周面１０２のうち、球帯面を成形し、成形体１００ａにおける裾部１２０の外周面を成形する。第二内周面１２の上下方向の長さは、例えば２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが挙げられる。第三内周面１３の上下方向の長さは、例えば５ｍｍ以上、更に４０ｍｍ以上とすることが挙げられる。
【００７０】
下パンチ２０は、図９Ａに示すように、ダイ１０の第三内周面１３の内径ｄ１３（図９Ｂ参照）に対応する外径Ｄ２０を有し、第一内周面１１に繋がることで半球面を構成する球冠状の端面２１を有する。下パンチ２０の外径Ｄ２０は、第三内周面１３の内径ｄ１３と略同一（誤差−０．３〜−０．０２％以内）である。下パンチ２０は、ダイ１０の中空部１０ｈの下側から挿入され、第三内周面１３に嵌合される。下パンチ２０の端面２１は、成形体１００ａ（図１、図２参照）の外周面１０２のうち、ダイ１０の第一内周面１１によって成形される球帯面を除く残りの球冠面を成形し、成形体１００ａにおける頂部１１０の外周面を成形する。
【００７１】
ここで、球帯とは、半球の端面と平行な平面、即ち半球の中心と頂点を結ぶ中心軸線と直交する平面で半球を切ったとき、半球の端面と平面とで挟まれる半球面の部分をいう。球冠とは、半球の中心と頂点を結ぶ中心軸線と直交する平面で半球を切ったとき、この平面の頂点側にある半球面の部分をいう。
【００７２】
金型１では、ダイ１０の第一内周面１１と下パンチ２０の端面２１によって成形体１００ａの外周面１０２を成形する半球状の面を構成する（図１５参照）。ダイ１０の第一内周面１１の半径Ｒ１１及び下パンチ２０の端面２１の半径Ｒ２１は、作製する成形体１００ａの外周面１０２の半径に等しい。第一内周面１１の半径Ｒ１１と端面２１の半径Ｒ２１とは実質的に同一である。図９Ａに示すように、ダイ１０の第一内周面１１と下パンチ２０の端面２１とで半球面を構成するときの下パンチ２０の位置を基準位置Ｐ０とする。
【００７３】
第一上パンチ３１は、ダイ１０の第二内周面１２の内径ｄ１２（図９Ｂ参照）に対応する外径Ｄ３１を有し、平面で構成される円環状の端面３１ｃを有する円筒状の部材である。第一上パンチ３１の外径Ｄ３１は、第二内周面１２の内径ｄ１２と略同一（誤差−２％以内）である。第一上パンチ３１の端面３１ｃは、成形体１００ａ（図１、図２参照）の円環状の開口端面１０３を成形する。第二内周面１２の内径ｄ１２は、成形体１００ａの外周面１０２の直径、開口端面１０３の外径に等しい。第一上パンチ３１の厚み（内外径の差の１／２）は、成形体１００ａの開口端面１０３の厚み（径方向の幅）と略同一である（誤差＋５％以内）。
【００７４】
第二上パンチ３２は、第一上パンチ３１の内径ｄ３１に対応する外径Ｄ３２を有し、下パンチ２０に向かって突出する半球状の端面３２ｈを有する円柱状の部材である。第二上パンチ３２の外径Ｄ３２は、第一上パンチ３１の内径ｄ３１と略同一（誤差−０．３〜−０．０２％以内）である。第二上パンチ３２の端面３２ｈは、成形体１００ａ（図１、図２参照）の半球状の内周面１０１を成形する。第二上パンチ３２の外径Ｄ３２は、成形体１００ａの内周面１０１の直径、開口端面１０３の内径に等しい。
【００７５】
第二上パンチ３２の端面３２ｈの半径は、原料粉末の圧縮時（図１５参照）、第一内周面１１の一端１１ａと、第一上パンチ３１の端面３１ｃと、第二上パンチ３２の端面３２ｈ（半球面）と円柱面との境界３２ｄとが同じ位置になったとき、第一内周面１１及び下パンチ２０の端面２１とで形成される半球面の中心と、端面３２ｈの半球面の中心とが合致するような半径とすることが好ましい。この場合、厚みが一様な中空半球状の成形体１００ａを成形できる。ここでは、成形体１００ａの頂点を通る周方向に沿った線上で等間隔に３点の厚みを測定して、最小値と最大値の差が０．３ｍｍ以下であれば、実質的に厚みが一様とみなす。また、原料粉末の圧縮時（図１５参照）、第一内周面１１及び端面２１とで形成される半球面の中心と、端面３２ｈの半球面の中心とが合致しないようにしてもよく、成形体１００ａの厚みが一様でなくてもよい。つまり、成形体１００ａの内周面１０１と外周面１０２とが相似形状でなくてもよい。
【００７６】
第二上パンチ３２は、第一上パンチ３１の内側に摺動自在に嵌合されている。第一上パンチ３１と第二上パンチ３２とは、独立して上下動することが可能である。
【００７７】
第二上パンチ３２は、下パンチ２０と対向するように設けられている。第二上パンチ３２の外径Ｄ３２に対する下パンチ２０の外径Ｄ２０の比（Ｄ２０／Ｄ３２）は、例えば０．８以上１．２以下、更に０．９以上１．２以下であることが挙げられる。図９では、第二上パンチ３２の外径Ｄ３２と下パンチ２０の外径Ｄ２０とが実質的に同一であり、Ｄ２０／Ｄ３２が１である。
【００７８】
成形体の製造方法は、上述した金型１（図９Ａ、Ｂ参照）を準備する第一の工程と、更に、次に示す第二の工程、第三の工程とを備える。
・下パンチ２０、並びに、第一上パンチ３１及び第二上パンチ３２がダイ１０に対して特定の位置にある状態で、ダイ１０の中空部１０ｈ内に原料粉末１００ｐが充填された状態とする第二の工程（図１０参照）。
・ダイ１０に対して第一及び第二の上パンチ３１、３２を下降させる共に下パンチ２０を上昇させ、原料粉末１００ｐを上下から圧縮する第三の工程（図１５参照）。
以下、第二、第三の各工程について詳しく説明する。
【００７９】
（第二の工程）
第二の工程では、図１０に示すように、下パンチ２０の端面２１が第三内周面１３で囲まれる領域内に位置し、且つ、第一上パンチ３１の端面３１ｃが第二内周面１２の開口部１２ｏに位置すると共に、第二上パンチ３２の端面３２ｈ（半球面）と円柱面との境界３２ｄが第一上パンチ３１の端面３１ｃと同じ位置にある状態とする。下パンチ２０の端面２１は、具体的には、端面２１の周縁を第一内周面１１の他端１１ｂよりも１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、更に２ｍｍ以上８ｍｍ以下下方に位置させることが挙げられる。そして、その状態で、ダイ１０の第一内周面１１、第二内周面１２及び第三内周面１３で囲まれる中空部１０ｈ内に原料粉末１００ｐが充填された状態とする。
【００８０】
第二の工程は、次に示すＡ工程〜Ｄ工程のいずれかを含んでもよい。
・ダイ１０の第一内周面１１で囲まれる中空部１０ｈ内に下パンチ２０の端面２１を突出させた状態で、ダイ１０の中空部１０ｈ内に原料粉末１００ｐを充填するＡ工程（図１１参照）。
・下パンチ２０の端面２１をダイ１０の第一内周面１１の他端１１ｂよりも下側に下降させるＢ工程（図１２参照）。
・第一上パンチ３１の端面３１ｃでダイ１０の第二内周面１２の開口部１２ｏを部分的に塞ぐＣ工程（図１３参照）。
・第二上パンチ３２の端面３２ｈをダイ１０の中空部１０ｈ内に挿入するＤ工程（図１４参照）。
本例では、第二の工程が上記Ａ工程〜Ｄ工程を全て有する場合を説明する。
【００８１】
（Ａ工程）
Ａ工程では、図１１に示すように、ダイ１０の中空部１０ｈの下側から下パンチ２０を挿入して第三内周面１３に嵌合させた状態で、ダイ１０の第一内周面１１及び第二内周面１２で囲まれる中空部１０ｈ内に原料粉末１００ｐを充填する。そして、Ａ工程では、原料粉末１００ｐを充填する際、ダイ１０の第一内周面１１で囲まれる中空部１０ｈ内に下パンチ２０の端面２１の周縁を突出させた状態とする。つまり、下パンチ２０を基準位置Ｐ０（図９Ａ参照）よりも上側に位置させる。
【００８２】
図９Ａに示すように、下パンチ２０を基準位置Ｐ０に位置させて、第一内周面１１及び端面２１により半球状の空間を構成した場合、中空部１０ｈの中心側（下パンチ２０の上側）の方が中空部１０ｈの外周側（第一内周面１１側）よりも充填深さが大きくなる。これに対し、図１１に示すように、第一内周面１１で囲まれる中空部１０ｈ内に下パンチ２０の端面を突出させた状態とすることで、下パンチ２０を基準位置Ｐ０に位置させた場合に比較して、第二内周面１２の開口部１２ｏ（即ち、ダイ１０の上面の開口）から下パンチ２０の端面２１までの距離が小さくなる。つまり、下パンチ２０の上側での充填深さを小さくできる。そのため、原料粉末１００ｐを充填したとき、下パンチ２０の上側とダイ１０の第一内周面１１側とで原料粉末１００ｐの充填量の差が小さくなる。
【００８３】
下パンチ２０を基準位置Ｐ０に位置させたときの第二内周面１２の開口部１２ｏから下パンチ２０の端面２１の周縁までの距離Ｌ０（図９Ａ参照）を１００とするとき、第二の工程（Ａ工程）において、下パンチ２０の端面２１の中空部１０ｈ内に突出させる突出量Ｐ１は、基準位置Ｐ０から１０以上７０以下とすることが挙げられる。これにより、下パンチ２０の上側とダイ１０の第一内周面１１側とで原料粉末１００ｐの充填量の差を十分に小さくできる。下パンチ２０の端面２１の突出量Ｐ１は、好ましくは１５以上６５以下、更に２０以上６０以下とすることが挙げられる。
【００８４】
下パンチ２０の外径Ｄ２０は、例えば、作製する成形体１００ａ（図１、図２参照）の厚みに応じて決定するとよい。具体的には、厚い場合は下パンチ２０の外径Ｄ２０を小さくし、薄い場合は下パンチ２０の外径Ｄ２０を大きくすることが挙げられる。また、下パンチ２０の外径Ｄ２０と第二上パンチ３２の外径Ｄ３２とは一致させるようにするとよい。
【００８５】
（Ｂ工程）
Ｂ工程では、ダイ１０の中空部１０ｈ内に原料粉末１００ｐを充填した後、図１２に示すように、下パンチ２０の端面２１の周縁を第一内周面１１の他端１１ｂよりも下側に下降させ、下パンチ２０の端面２１を第三内周面１３で囲まれる領域内に位置させる。つまり、下パンチ２０を基準位置Ｐ０（図９Ａ参照）よりも下側に位置させる。これにより、下パンチ２０の上側に充填された原料粉末１００ｐの上面を第二内周面１２の開口部１２ｏより沈下させて凹状の空間１５を形成する。このような凹状の空間１５を形成することによって、Ｄ工程（図１４参照）で第二上パンチ３２の端面３２ｈを中空部１０ｈ内に挿入し易くなる。更に、下パンチ２０の端面２１を第一内周面１１の他端１１ｂよりも下降させておくことで、第三の工程（図１５参照）において、下パンチ２０と第二上パンチ３２とで原料粉末を上下から圧縮することができ、成形体１００ａの密度を高め易い。また、下パンチ２０の端面２１を第一内周面１１で囲まれる中空部１０ｈ内に突出させた状態とすると、原料粉末１００ｐを圧縮した際に下パンチ２０の端面２１の周縁が変形して破損し易くなる。下パンチ２０の端面２１を第三内周面１３で囲まれる領域内に位置させておくことで、圧縮時における端面２１の周縁の変形を抑制できる。よって、端面２１の周縁の破損を抑制できる。
【００８６】
第二の工程（Ｂ工程）において、下パンチ２０の端面２１の周縁を第一内周面１１の他端１１ｂから下降させる下降量Ｐ２は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、更に２ｍｍ以上８ｍｍ以下とすることが挙げられる。下パンチ２０の下降量Ｐ２を１ｍｍ以上とすることで、下パンチ２０の上側に充填された原料粉末１００ｐの上面に凹状の空間１５を十分に確保し易い。一方、下パンチ２０を下げ過ぎると、Ｄ工程（図１４参照）で第二上パンチの３２の端面３２ｈを原料粉末１００ｐに押し付けた際に、下パンチ２０の上側に充填された原料粉末１００ｐをダイ１０の第一内周面１１側に流動させ難くなる。また、下パンチ２０を下げ過ぎると、第三の工程（図１５参照）で原料粉末１００ｐを圧縮する際に下パンチ２０の上側とダイの第一内周面１１側とで原料粉末１００ｐの圧縮率の差が大きくなる。そのため、成形体１００ａ（図１、図２参照）の頂部１１０と裾部１２０との境界に割れが発生し易くなる。そこで、下パンチ２０の下降量Ｐ２は１０ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、押し付け時の原料粉末１００ｐの流動性を確保しつつ、圧縮時の圧縮率を均一化し易い。
【００８７】
第二上パンチ３２の外径Ｄ３２に対する下パンチ２０の外径Ｄ２０の比（Ｄ２０／Ｄ３２）が０．８以上１．２以下である場合（図９Ａ参照）、Ｂ工程で下パンチ２０を下降させたときに、下パンチ２０の上側に充填された原料粉末１００ｐの上面に第二上パンチ３２の外径Ｄ３２に対応した大きさの凹状の空間１５を形成し易い。
【００８８】
（Ｃ工程）
Ｃ工程では、Ｂ工程（図１２参照）での下パンチ２０の位置を維持した状態、具体的には、下パンチ２０の端面２１の周縁を第一内周面１１の他端１１ｂよりも下側に位置させた状態で、図１３に示すように、第一上パンチ３１の端面３１ｃで第二内周面１２の開口部１２ｏを部分的に塞ぐ。具体的には、第一上パンチ３１の端面３１ｃを第二内周面１２の開口部１２ｏの位置まで下降させ、第一上パンチ３１の端面３１ｃを原料粉末１００ｐに接触させる。これにより、Ｄ工程（図１４参照）で第二上パンチ３２の端面３２ｈを中空部１０ｈ内に挿入した際に、原料粉末１００ｐが第二内周面１２の開口部１２ｏから漏れることを抑制できる。図１３では、第一上パンチ３１の端面３１ｃとダイ１０の上面とが面一になっているが、第一上パンチ３１の端面３１ｃは、第二内周面１２の開口部１２ｏから若干（例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度）下側に位置してもよい。Ｃ工程では、第二上パンチ３２の端面３２ｈが原料粉末１００ｐに接触しないようにする。
【００８９】
（Ｄ工程）
Ｄ工程では、Ｃ工程（図１３参照）での第一上パンチ３１の位置を維持した状態、具体的には、第一上パンチ３１の端面３１ｃで第二内周面１２の開口部１２ｏを部分的に塞いだ状態で、図１４に示すように、第二上パンチ３２を下降させて端面３２ｈを中空部１０ｈ内に挿入する。第二上パンチ３２の端面３２ｈ（半球面）と円柱面との境界３２ｄを第一上パンチ３１の端面３１ｃの位置と一致させる。第二上パンチ３２の端面３２ｈを原料粉末１００ｐに押し付けることにより、下パンチ２０の上側に充填された原料粉末１００ｐをダイ１０の第一内周面１１側に流動させる。この状態では、原料粉末１００ｐが圧縮されておらず、密度が低い。そのため、下パンチ２０の上側の原料粉末１００ｐを外周側に流動させることが可能である。第二上パンチ３２の端面３２ｈを原料粉末１００ｐに押し付けることで、下パンチ２０の上側とダイ１０の第一内周面１１側とで原料粉末の充填量を均一に制御することが可能であり、充填量の差がより小さくなる。
【００９０】
第二上パンチ３２の外径Ｄ３２に対する下パンチ２０の外径Ｄ２０の比（Ｄ２０／Ｄ３２）が０．８以上１．２以下である場合（図９Ａ参照）、第二上パンチ３２の端面３２ｈを原料粉末１００ｐに押し付けることによって、下パンチ２０の上側の原料粉末１００ｐを外周側に流動させ易い。そのため、下パンチ２０の上側とダイ１０の第一内周面１１側とで原料粉末の充填量の差を調整し易い。
【００９１】
上記Ａ工程〜Ｄ工程を経ることにより、上述した第二の工程（図１０参照）の状態に至ることができる。
【００９２】
（第三の工程）
第三の工程では、図１５に示すように、ダイ１０に対して第一上パンチ３１及び第二上パンチ３２を下降させる共に下パンチ２０を上昇させ、原料粉末１００ｐ（図１０参照）を上下から圧縮して中空半球状の成形体１００ａを得る。具体的には、下パンチ２０の端面２１の周縁を第一内周面１１の他端１１ｂ側まで上昇させる。また、第一上パンチ３１の端面３１ｃを第一内周面１１の一端１１ａ側まで下降させると共に、第二上パンチ３２の端面３２ｈを第一内周面１１で囲まれる中空部１０ｈ内に挿入する。第一上パンチ３１の端面３１ｃは、第一内周面１１の一端１１ａから若干（例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度）上側で止めることが好ましい。これにより、第一上パンチ３１の端面３１ｃが第一内周面１１に干渉することを防止して、端面３１ｃ及び第一内周面１１の双方が疵付くことを抑制できる。また、第二上パンチ３２は、端面３２ｈ（半球面）と円柱面との境界３２ｄが第一内周面１１の一端１１ａの位置と一致するように下降させることが好ましい。第二上パンチ３２を下降させ過ぎると、成形体１００ａの内周面１０１（図１、図２参照）の開口側に円筒面が形成されることになる。一方、第二上パンチ３２を十分に下降させないと、第二上パンチ３２の端面３２ｈと第一上パンチ３１の内周面との間に隙間ができる。そのため、成形体１００ａの開口端面１０３にバリが生じ易くなる。本例では、第二上パンチ３２の境界３２ｄと第一上パンチ３１の端面３１ｃとの位置を一致させ、第一上パンチ３１から第二上パンチ３２の端面３２ｈが突出した状態で両上パンチ３１、３２を同期して下降させている。上記第二の工程、第三の工程を経て半球状の成形体１００ａを成形することで、成形体１００ａの密度の均一化を図ることができる。
【００９３】
原料粉末１００ｐ（図１０参照）を圧縮する際、第一上パンチ３１とダイ１０との間で圧縮される原料粉末１００ｐの圧縮率と、第二上パンチ３２と下パンチ２０との間で圧縮される原料粉末１００ｐの圧縮率との差（絶対値）は、５０％以下であることが挙げられる。圧縮率の差が上記範囲内にあることで、成形体１００ａの密度を均一化でき、頂部１１０と裾部１２０との密度差を小さくできる。それぞれの圧縮率は、第二の工程（図１０参照）での原料粉末１００ｐを圧縮する前の金型１の状態と、第三の工程（図１５参照）での圧縮後の金型１の状態とから求めることができる。圧縮前の金型１の状態において、第一上パンチ３１の端面３１ｃとダイ１０の第一内周面１１との最大距離をＡ１とし、第二上パンチ３２の端面３２ｈと下パンチ２０の端面２１との頂点間距離をＡ２とする。また、圧縮後の金型１の状態において、第一上パンチ３１の端面３１ｃとダイ１０の第一内周面１１との最大距離をＢ１とし、第二上パンチ３２の端面３２ｈと下パンチ２０の端面２１との頂点間距離をＢ２とする。第一上パンチ３１の端面３１ｃと第一内周面１１との最大距離とは、端面３１ｃと第一内周面１１の他端１１ｂとの距離をいう。そして、圧縮前における最大距離Ａ１と、圧縮後における最大距離Ｂ１との比率（[Ｂ１／Ａ１]×１００）を、第一上パンチ３１とダイ１０との間での原料粉末１００ｐの圧縮率Ｃ１（％）とする。また、圧縮前における頂点間距離Ａ２と、圧縮後における頂点間距離Ｂ２との比率（[Ｂ２／Ａ２]×１００）を、第二上パンチ３２と下パンチ２０との間での原料粉末１００ｐの圧縮率Ｃ２（％）とする。圧縮率の差（Ｃ１−Ｃ２）が上記範囲内であれば、下パンチ２０の上側とダイの第一内周面１１側とで原料粉末１００ｐの圧縮率の差を小さくできる。それ故、成形体１００ａの密度の均一化を図ることができる。圧縮率の差は、好ましくは４０％以下、更に３０％以下であることが挙げられる。
【００９４】
第三の工程において、原料粉末を圧縮する成形圧力は、９８０ＭＰａ以上、更に１１７６ＭＰａ以上とすることが挙げられる。これにより、成形体１００ａを高密度化でき、成形体１００ａの物理的特性（磁気特性など）を向上させることができる。
【００９５】
第三の工程において、圧縮終了時における下パンチ２０の端面２１の周縁の位置は、第一内周面１１の他端１１ｂから下側に０．１ｍｍ以下の範囲内、或いは０．１ｍｍ超０．３ｍｍ以下の範囲内とすることが挙げられる。圧縮終了時において、下パンチ２０の端面２１の周縁を第一内周面１１の他端１１ｂよりも下側に位置させることで、圧縮時における下パンチ２０の端面２１の周縁の破損を抑制し易い。
【００９６】
下パンチ２０の端面２１の周縁の位置を第一内周面１１の他端１１ｂから下側に０．１ｍｍ以内（０を含む）とした場合、成形体１００ａ（図１、図２参照）の外周面１０２に形成される段差を０．１ｍｍ以下とすることができる。外周面１０２に形成される段差が０．１ｍｍ以下であれば、段差がないとみなすことができる。よって、成形体１００ａの外周面１０２を円滑な半球面で構成できる。
【００９７】
一方、下パンチ２０の端面２１の周縁の位置を第一内周面１１の他端１１ｂから下側に０．１ｍｍ超０．３ｍｍ以下の範囲内とした場合、成形体１００ａ（図５、図６参照）の外周面１０２に０．１ｍｍ超０．３ｍｍ以下の段差１３０を形成できる。この段差１３０は、例えば、成形体１００ａの外側に半球状の別部材（図示せず）を組み付けるときに、別部材に対する位置決めに利用できる。下パンチ２０の端面２１の周縁の位置を第一内周面１１の他端１１ｂから下側に０．３ｍｍ以内であれば、第二上パンチ３２と下パンチ２０との間（下パンチ２０の上側）における圧縮率への影響もほとんどない。
【００９８】
ここで、成形体１００ａの外周面１０２に段差１３０を形成する場合、段差１３０の位置は、下パンチ２０の外径Ｄ２０（図１Ａ参照）よって変わる。本例のように、第二上パンチ３２の外径Ｄ３２と下パンチ２０の外径Ｄ２０とが実質的に同一（Ｄ２０／Ｄ３２＝１）である場合、図５、図６に示すように、成形体１００ａの外周面１０２のうち、頂部１１０と裾部１２０との間に段差１３０が形成される。第二上パンチ３２の外径Ｄ３２と下パンチ２０の外径Ｄ２０とが異なり、第二上パンチ３２の外径Ｄ３２に対して下パンチ２０の外径Ｄ２０が小さい（Ｄ２０＜Ｄ３２）場合、頂部１１０側に段差１３０が形成されることになる（図７参照）。一方、第二上パンチ３２の外径Ｄ３２に対して下パンチ２０の外径Ｄ２０が大きい（Ｄ２０＞Ｄ３２）場合、裾部１２０側に段差１３０が形成されることになる（図８参照）。
【００９９】
（原料粉末）
原料粉末１００ｐ（図１０参照）には、磁石粉末を用いる。
【０１００】
〈磁石粉末〉
磁石粉末としては、例えば、希土類元素と鉄とを含有する希土類−鉄系合金の粉末、代表的には、Ｎｄ２Ｆｅ１４ＢやＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３といった希土類−鉄系磁石の粉末が挙げられる。磁石粉末には、希土類−鉄系磁石の原料となるＮｄ２Ｆｅ１４ＢやＳｍ２Ｆｅ１７といった希土類−鉄系合金を水素化処理した水素化粉末が含まれる。希土類−鉄系合金の成形体からなる希土類−鉄系合金磁石を製造する場合、原料粉末として希土類−鉄系合金の水素化粉末からなる磁石粉末を用いること望ましい。これは、希土類−鉄系合金の水素化粉末を用いた場合、高密度の成形体が得られるからである。
【０１０１】
〈水素化粉末〉
希土類−鉄系合金の水素化粉末は、希土類−鉄系合金を粉砕した粉末を水素化処理する、或いは、希土類−鉄系合金を水素化処理した後、粉砕することで製造できる。希土類−鉄系合金は、例えばストリップキャスト法やメルトスパン法などの急冷凝固法により製造できる。希土類−鉄系合金に含有する希土類元素としては、Ｎｄ、Ｓｍなどが挙げられる。希土類−鉄系合金において、希土類元素の含有量は１０質量％以上４０質量％未満であることが挙げられる。例えば、希土類元素がＮｄの場合、Ｎｄの含有量は２５質量％以上（更に２８質量％以上）３５質量％以下であることが好ましい。一方、Ｓｍの場合、Ｓｍの含有量は２５質量％以上２６．５質量％以下であることが好ましい。Ｎｄ又はＳｍの含有量が上記範囲内であることで、化学量論組成がＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ又はＳｍ２Ｆｅ１７などの希土類−鉄系合金が得られる。
【０１０２】
希土類−鉄系合金において、希土類元素及びＦｅ以外の元素としては、特にＮｄを含む組成の場合、Ｂを含むことが挙げられる。その他、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｎｉ、Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｍｎ及びＮｂからなる群より選択される１種以上の元素で置換してもよい。
【０１０３】
希土類−鉄系合金を水素化処理することで、希土類元素の水素化物（例、ＮｄＨ２やＳｍＨ２）と鉄を含有する鉄含有物（例、Ｆｅ、Ｆｅ２Ｂなどの鉄化合物）との相に相分解した組織を形成する。水素化処理は、水素含有雰囲気中、例えば４００℃以上９００℃以下、好ましくは５００℃以上８５０℃以下で熱処理することが挙げられる。水素含有雰囲気としては、例えば、Ｈ２ガス雰囲気、又はＨ２ガスとＡｒやＮ２などの不活性ガスとの混合ガス雰囲気とすることが挙げられる。水素含有雰囲気の雰囲気圧力（水素分圧）は、例えば２０．２ｋＰａ（０．２気圧）以上１０１３ｋＰａ（１０気圧）以下、更に５０．５ｋＰａ（０．５気圧）以上１１１．１ｋＰａ（１．１気圧）以下とすることが挙げられる。水素化処理の時間は、適宜設定すればよく、例えば３０分以上１８０分以下とすることが挙げられる。
【０１０４】
粉砕は、例えばジェットミル、ボールミル、ブラウンミル、ピンミル、ディスクミル、ジョークラッシャーなどの公知の粉砕機を利用できる。粉砕は、磁石粉末の酸化を抑制するため、Ａｒなどの不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。
【０１０５】
希土類−鉄系合金の水素化粉末は、組織中に柔らかい鉄含有物の相が存在することから、水素化処理していない希土類−鉄系合金の粉末に比べて塑性変形し易く、成形性に優れる。したがって、希土類−鉄系合金の水素化粉末を用いた場合、成形体の高密度化が可能であり、水素化粉末を含む高密度の成形体を得ることができる。
【０１０６】
原料粉末として希土類−鉄系合金の水素化粉末からなる磁石粉末を用いて成形体を作製した場合、上記第三の工程の後、成形体を脱水素処理する工程を備える。水素化粉末の成形体を脱水素処理した場合、希土類元素の水素化物から水素が放出されて再結合反応が生じ、元の希土類−鉄系合金の状態に戻る。よって、水素化粉末の成形体を脱水素処理することで、希土類−鉄系合金の粉末を含む高密度の成形体を得ることができる。したがって、希土類−鉄系合金の成形体からなる中空半球状の希土類−鉄系合金磁石が得られる。また、水素化粉末の成形体を脱水素処理することによって、希土類−鉄系合金の結晶粒径を微細化することができる。水素化粉末の成形体を脱水素処理して得られた希土類−鉄系合金の平均結晶粒径は、例えば１００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、更に２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
【０１０７】
脱水素処理は、不活性雰囲気中又は減圧雰囲気中、例えば６００℃以上１０００℃以下、好ましくは６５０℃以上８００℃以下で熱処理することが挙げられる。不活性雰囲気としては、例えばＡｒやＮ２などの不活性ガス雰囲気とすることが挙げられる。減圧雰囲気としては、例えば真空度が１０Ｐａ以下の真空雰囲気とすることが挙げられる。より好ましい真空雰囲気の真空度は１Ｐａ以下、更に０．１Ｐａ以下である。脱水素処理の時間は、適宜設定すればよく、例えば３０分以上１８０分以下とすることが挙げられる。
【０１０８】
希土類−鉄系合金の水素化粉末としては、Ｓｍ２Ｆｅ１７合金の水素化粉末を用いて成形体を作製した場合は、脱水素処理した後、成形体を窒化処理する工程を備えることが挙げられる。具体的には、脱水素処理後のＳｍ２Ｆｅ１７合金の粉末を含む成形体を窒化処理することで、Ｓｍ２Ｆｅ１７をＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３とすることが挙げられる。窒化処理は、窒素含有雰囲気中で、例えば２００℃以上（好ましくは３００℃以上）５５０℃以下で熱処理することが挙げられる。窒素含有雰囲気としては、例えば、ＮＨ３ガス雰囲気又はＮＨ３ガスとＨ２ガスとの混合ガス雰囲気、若しくは、Ｎ２ガス雰囲気又はＮ２ガスとＨ２ガスとの混合ガス雰囲気が挙げられる。
【０１０９】
原料粉末として水素化処理していない希土類−鉄系合金（例、Ｎｄ２Ｆｅ１４ＢやＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３）からなる磁石粉末を用いる場合、結合剤を加えてもよい。結合剤としては、例えばエポキシ樹脂などの樹脂が挙げられる。
【０１１０】
原料粉末の平均粒径は、例えば２０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以上１５０μｍ以下とすることが挙げられる。原料粉末の平均粒径を上記範囲内とすることで、取り扱い易く、加圧成形し易い。更に、原料粉末の平均粒径を２０μｍ以上とすることで、原料粉末の流動性を確保し易い。原料粉末の平均粒径を２００μｍ以下とすることで、成形体を高密度化し易い。原料粉末の平均粒径は、原料粉末を構成する粒子の平均粒径のことであり、レーザ回折式粒度分布測定装置により測定した体積粒度分布における累積体積が５０％となる粒径（Ｄ５０）とする。
【０１１１】
｛効果｝
上述した成形体の製造方法は、金型１を使用し、金型１の動作を上記第二の工程、第三の工程に従って制御することで、中空半球状の成形体１００ａの密度を均一化できる。特に、第二の工程において、上記Ａ工程〜Ｄ工程を実施することにより、均一な密度の成形体１００ａを容易に製造できる。
【０１１２】
［試験例１］
上述した実施形態の製造方法により中空半球状の成形体（圧粉体）を径方向に着磁する試験をした。
【０１１３】
《成形体》
中空半球状の成形体は、上述した成形体の製造方法により作製した。
原料粉末には、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金の水素化粉末を用いた。この水素化粉末は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金の粉末をＨ２ガス雰囲気（大気圧）中、８５０℃で１５０分間熱処理して水素化処理して得た。水素化粉末の平均粒径（Ｄ５０）は１３０μｍである。
【０１１４】
金型の各要素の寸法は次の通りである。
ダイの第二内周面の内径：３０ｍｍ
ダイの第二内周面の長さ：５ｍｍ
ダイの第三内周面の内径：２０ｍｍ
ダイの第一内周面の半径（Ｒ１１）：１５ｍｍ
第一上パンチの外径（Ｄ３１）：３０ｍｍ
第一上パンチの内径（ｄ３１）：２０ｍｍ
第二上パンチの外径（Ｄ３２）：２０ｍｍ
下パンチの外径（Ｄ２０）：２０ｍｍ
下パンチの端面の半径（Ｒ２１）：１５ｍｍ
ダイの第一内周面と下パンチの端面とで構成される半球面の外径：３０ｍｍ
第二上パンチの半球状の端面の外径：２０ｍｍ
下パンチを基準位置（Ｐ０）に位置させたときの第二内周面の開口部から下パンチの端面の周縁までの距離（Ｌ０）：１６．１８ｍｍ
【０１１５】
上述した成形体の製造方法に基づき、上記金型を使用して、第二の工程（Ａ工程〜Ｄ工程）、第三の工程に従って、外径φ３０ｍｍ（外周半径（Ｒ１０３）１５ｍｍ）、内径φ２０ｍｍ（内周半径（ｒ１０３）１０ｍｍ）、厚み５ｍｍの半球状の圧粉体を成形した。成形圧力は１９６０ＭＰａとした。ここでは、第二の工程において、Ａ工程での下パンチの端面の突出量（Ｐ１）を９．５ｍｍ（Ｐ１／Ｌ０：０．５８７）、Ｂ工程での下パンチの端面の下降量（Ｐ２）を２ｍｍとした。また、第三の工程において、圧縮終了時における下パンチ２０の端面２１の周縁の位置を、第一内周面１１の他端１１ｂから下側に０．１ｍｍ以内、又は０．１ｍｍ超０．３ｍｍ以下の範囲内に設定した。圧縮終了時における下パンチ２０の端面２１の位置を「０．１ｍｍ以内」に設定した成形体を試料Ｎｏ．１Ａとし、「０．１ｍｍ超０．３ｍｍ以下の範囲内」に設定した成形体を試料Ｎｏ．１Ｂとした。上述した圧縮率の差（Ｃ１−Ｃ２）は、約２５％〜約２７％の範囲であった。
【０１１６】
得られた成形体は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金の水素化粉末のみからなる圧粉体で構成されている。作製した試料Ｎｏ．１Ａ及び１Ｂの成形体について、全体の相対密度を求めた。相対密度は、体積と質量から実測密度を求め、［実測密度／真密度］の百分率として求めた。実測密度は、アルキメデス法により測定した。真密度は、出発原料のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金の密度（ここでは、７．６ｇ／ｃｍ３）とした。その結果を表１に示す。また、成形体における頂部及び裾部のそれぞれの相対密度を求め、頂部と裾部の相対密度の差（絶対値）を算出した。その結果も表１に併せて示す。
【０１１７】
頂部及び裾部の相対密度は、次のようにして求めた。本試験例における相対密度の測定方法を図２を用いて説明する。成形体１００ａの開口端面１０３を水平に置いた状態で、頂点Ｐを通り、成形体１００ａを４等分する切断線を外周面１０２上に引く。成形体１００ａを頂点Ｐ側から中心軸方向（頂点Ｐと中心Ｏを通る軸方向）に透視したときに開口端面１０３の内周縁と重なる輪郭線を外周面１０２上に描く。この輪郭線は、成形体１００ａの外周面１０２における頂部１１０と裾部１２０との境界を通る円である。成形体１００ａの外周面１０２上において、この輪郭線（円）と各切断線とのそれぞれの交点をとり、周方向に隣り合う交点を結ぶ円弧線を引く。この円弧線は、成形体１００ａの中心Ｏ（開口端面１０３の中心）を中心とする円弧線とする。各切断線に沿って成形体１００ａを切断して４個の分割片とした後、それぞれの分割片について、円弧線に沿って２つに切断する。この切断は、各分割片において、成形体１００ａの中心Ｏと外周面１０２上の上記交点とを含む平面で切断する。つまり、各分割片を円弧線で切断する場合、図２中の点線で示すように、成形体１００ａの中心Ｏと外周面１０２上の上記交点とを通るように切断する。得られた切断片のうち、頂点Ｐ側の部分を頂部片とし、残りの外周側の部分を裾部片とする。それぞれの頂部片について、実測密度を測定して相対密度を算出して求め、それらの相対密度の平均値を頂部の相対密度とした。また、それぞれの裾部片について、実測密度を測定して相対密度を算出して求め、それらの相対密度の平均値を裾部の相対密度とした。
【０１１８】
上述した相対密度の測定方法の場合、裾部片は、厳密には図２に示すように、頂部１１０の一部を含むことになる。しかしながら、裾部片に含まれる頂部１１０の体積割合は裾部１２０の体積割合に比べれば微小であるので、頂部１１０の一部が裾部片の密度に与える影響は小さい。よって、裾部片に頂部１１０の一部が含まれていても、その影響は誤差範囲内であり、裾部片の相対密度を裾部の相対密度とみなしても問題ない。
【０１１９】
【表１】
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【０１２０】
表１に示すように、作製した試料Ｎｏ．１Ａ及び１Ｂの成形体は、頂部と裾部との相対密度の差が２％以下であり、密度差が小さい。
【０１２１】
また、試料Ｎｏ．１Ａ及び１Ｂの成形体のそれぞれの外周面に形成された段差を測定したところ、圧縮終了時における下パンチ２０の端面２１の位置の設定値と対応した大きさの段差が形成されていた。更に、試料Ｎｏ．１Ａ及び１Ｂの成形体を１００個それぞれ作製した後、下パンチの端面の周縁を確認したところ、端面の周縁に変形や損傷は見られなかった。
【０１２２】
試料Ｎｏ．１Ａの成形体（水素化粉末の圧粉体）を、真空雰囲気（真空度が１０Ｐａ以下）中、８００℃で１５０分間熱処理して脱水素処理した。脱水素処理して得られた成形体は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金からなる中空半球状の圧粉体である。この成形体（圧粉体）を磁石の素材に用いた。成形体のサイズは、外径φ３０ｍｍ、内径φ２０ｍｍ、厚み５ｍｍである。成形体の相対密度、並びに、頂部及び裾部のそれぞれの相対密度は、脱水素処理前と実質的に同じである。
【０１２３】
《着磁》
図４に示すように、成形体の開口端面側に、成形体の中心軸線と同軸状に円筒状のコイルを配置する。そして、コイルを励磁することにより、成形体を着磁する。コイルの励磁は、成形体の全域に３Ｔ以上の磁場が印加されるように設定する。コイルの諸元及び励磁条件を以下に示す。ここでは、図４に示す第１のヨーク及び第２のヨークを配置していない。
【０１２４】
〔コイルの諸元〕
巻線：平角線 、サイズ（厚み×幅）１．７ｍｍ×３．２ｍｍ
導体線：平角銅線、サイズ（厚み×幅）１．４ｍｍ×３ｍｍ
絶縁被覆：ガラス被覆
巻数：１８ターン（フラットワイズ曲げ）、３列×６層
外径：２９．４ｍｍ
内径：９ｍｍ
長さ：９．４ｍｍ
〔励磁条件〕
電圧２１００Ｖ、電流３０．７７ｋＡ
【０１２５】
成形体を着磁して得られた中空半球状の磁石を試料Ｎｏ．２とする。試料Ｎｏ．２の磁石について、磁束の方向を評価する。磁束の方向は、３次元磁界ベクトル分布測定装置（株式会社アイエムエス製ＭＴＸ  ｖｅｒ．５）を使用して測定する。
【０１２６】
磁束の方向の評価は、次のようにして行う。磁石の内周面及び外周面の各面における頂点の位置を「基準点：０°」とする。磁石の頂点の位置から磁石の中心を中心として、内周面及び外周面の各面に沿って周方向に１０°ずつずらした各位置における磁束の方向を測定する。つまり、内周面及び外周面の各面において開口端面との交点の位置が９０°の位置になる。そして、各位置における法線方向と磁束の方向とがなす角度を求め、その角度を法線方向（径方向）に対する磁束の角度の差とする。各位置における磁束の角度の差を表２に示す。
【０１２７】
【表２】
2020202226.tif 000004
【０１２８】
表２に示すように、試料Ｎｏ．２は、内周面及び外周面の各面において、０°（頂点）から９０°の範囲にわたって径方向に対する磁束の角度の差（最大値）が２５°以内である。したがって、試料Ｎｏ．２は、内周面及び外周面の各面の全域にわたって径方向に対する磁束ｂのズレが小さい。よって、試料Ｎｏ．２は、径方向（放射状）に着磁された中空半球状の磁石である。
【０１２９】
更に、試料Ｎｏ．２は、内周面及び外周面の各面において、０°（頂点）から６０°までの範囲における磁束の角度の差（最大値）が１２°以内である。
【０１３０】
以上説明した本開示の実施形態に関連して、更に以下の付記を開示する。
【０１３１】
［付記１］
筒状体の内周面で中空部を構成するダイと、前記中空部に挿入される下パンチと、前記中空部に挿入される上パンチとを備える金型を準備する第一の工程を備え、
前記ダイの内周面は、
軸方向の一端から他端に向かって内径が小さくなる球帯状の第一内周面と、
前記第一内周面の一端側に形成され、前記第一内周面の最大内径に対応する内径を有する円筒状の第二内周面と、
前記第一内周面の他端側に形成され、前記第一内周面の最小内径に対応する内径を有する円筒状の第三内周面とを有し、
前記下パンチは、
前記第三内周面の内径に対応する外径を有し、前記第一内周面に繋がることで半球面を構成する球冠状の端面を有し、
前記上パンチは、
前記第二内周面の内径に対応する外径を有し、平面で構成される円環状の端面を有する円筒状の第一上パンチと、
前記第一上パンチの内径に対応する外径を有し、前記下パンチに向かって突出する半球状の端面を有する円柱状の第二上パンチとを有し、
更に、
前記下パンチの端面が前記第三内周面で囲まれる領域内に位置し、且つ、前記第一上パンチの端面が前記第二内周面の開口部に位置すると共に、前記第二上パンチの端面と円柱面との境界が前記第一上パンチの端面と同じ位置にある状態で、前記ダイの前記第一内周面、前記第二内周面及び前記第三内周面で囲まれる前記中空部内に原料粉末が充填された状態とする第二の工程と、
前記ダイに対して前記第一上パンチ及び前記第二上パンチを下降させると共に前記下パンチを上昇させ、前記原料粉末を上下から圧縮して中空半球状の成形体を得る第三の工程と、を備える、
成形体の製造方法。
【０１３２】
付記１に係る成形体の製造方法は、上記特定の金型を使用し、上記第二の工程、第三の工程によって中空半球状の成形体の密度を均一化できる。
【０１３３】
［付記２］
前記第一上パンチと前記ダイとの間で圧縮される前記原料粉末の圧縮率と、前記第二上パンチと前記下パンチとの間で圧縮される前記原料粉末の圧縮率との差が５０％以下である付記１に記載の成形体の製造方法。
【０１３４】
付記２の形態は、第一上パンチとダイとの間で圧縮される原料粉末の圧縮率と、第二上パンチと下パンチとの間で圧縮される原料粉末の圧縮率との差（絶対値）が上記範囲内であることで、成形体の密度を均一化でき、頂部と裾部との密度差を小さくできる。
【０１３５】
［付記３］
前記第二の工程は、前記ダイの前記中空部内に前記原料粉末を充填した後、前記下パンチの端面の周縁を前記第一内周面の他端よりも下側に下降させ、前記下パンチの端面を前記第三内周面で囲まれる領域内に位置させる工程を有する付記１又は付記２に記載の成形体の製造方法。
【０１３６】
付記３の形態は、原料粉末の充填後、下パンチの端面を第一内周面の他端よりも下側に下降させることで、下パンチの上側に充填された原料粉末の上面を第二内周面の開口部より沈下させて凹状の空間を形成することができる。付記３の形態は、このような凹状の空間を形成することによって、第二上パンチの端面をダイの中空部内に挿入し易くなる。
【０１３７】
［付記４］
前記第二の工程は、前記ダイの前記中空部内に前記原料粉末を充填した後、前記第二上パンチの端面を前記ダイの前記中空部内に挿入する前に、前記第一上パンチの端面で前記第二内周面の開口部を部分的に塞ぐ工程を有する付記１から付記３のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【０１３８】
付記４の形態は、第二上パンチの端面をダイの中空部内に挿入する前に、第一上パンチの端面で第二内周面の開口部を部分的に塞いでおく。付記４の形態は、第二上パンチの端面を中空部内に挿入した際に、原料粉末が第二内周面の開口部から漏れることを抑制できる。
【０１３９】
［付記５］
前記第二の工程は、前記ダイの前記第一内周面で囲まれる前記中空部内に前記下パンチの端面の周縁を突出させた状態で、前記第一内周面及び前記第二内周面で囲まれる前記中空部内に前記原料粉末を充填する工程を有する付記３に記載の成形体の製造方法。
【０１４０】
原料粉末を充填する際、ダイの第一内周面と下パンチの端面とで半球面を構成するように下パンチを位置させた場合（このときの下パンチの位置を基準位置とする）、第一内周面及び下パンチの端面により構成される空間は半球状になる。そのため、下パンチを基準位置に位置させた状態で中空部内に原料粉末を充填すると、中空部の中心側（下パンチの上側）の方が中空部の外周側（第一内周面側）よりも充填深さが大きくなる。原料粉末を充填する際に第一内周面で囲まれる中空部内に下パンチの端面の周縁を突出させた状態とした場合、第二内周面の開口部（即ち、ダイの上面の開口）から下パンチの端面までの距離が小さくなる。そのため、付記５の形態は、下パンチの上側での充填深さを小さくできる。よって、下パンチの上側とダイの第一内周面側とで原料粉末の充填量の差が小さくなる。
【０１４１】
［付記６］
前記ダイの前記第一内周面と前記下パンチの端面とで半球面を構成するときの前記第二内周面の開口部から前記下パンチの端面の周縁までの距離を１００とするとき、
前記第二の工程において、前記下パンチの端面の周縁を前記第一内周面で囲まれる前記中空部内に突出させる突出量を１０以上７０以下とする付記５に記載の成形体の製造方法。
【０１４２】
付記６の形態は、上記基準位置に対する下パンチの突出量を１０以上７０以下とすることで、下パンチの上側とダイの第一内周面側とで原料粉末の充填量の差を十分に小さくできる。
【０１４３】
［付記７］
前記第二の工程において、前記下パンチの端面の周縁を前記第一内周面の他端から下降させる下降量を１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とする付記３、付記５及び付記６のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【０１４４】
付記７の形態は、下パンチの下降量を１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることで、押し付け時の原料粉末の流動性を確保しつつ、圧縮時の圧縮率を均一化し易い。
【０１４５】
［付記８］
前記第二上パンチの外径に対する前記下パンチの外径の比が０．８以上１．２以下である付記１から付記７のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【０１４６】
付記８の形態は、上述したように第二の工程で下パンチを下降させる場合、下パンチの上側に充填された原料粉末の上面に第二上パンチの外径に対応した大きさの上記凹状の空間を形成し易い。
【０１４７】
［付記９］
前記第三の工程において、前記原料粉末を圧縮する成形圧力を９８０ＭＰａ以上とする付記１から付記８のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【０１４８】
付記９の形態は、成形圧力を９８０ＭＰａ以上とすることで、成形体を高密度化できる。これにより、成形体の物理的特性を向上させることができる。
【０１４９】
［付記１０］
前記第三の工程において、圧縮終了時における前記下パンチの端面の周縁の位置を前記第一内周面の他端から下側に０．１ｍｍ以下の範囲内とする付記１から付記９のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【０１５０】
付記１０の形態は、圧縮終了時における下パンチの端面の周縁を第一内周面の他端よりも下側に位置させることで、下パンチの端面の周縁の破損を抑制し易い。また、付記１０の形態は、下パンチの端面の周縁の位置を第一内周面の他端から下側に０．１ｍｍ以下の範囲内とすることで、半球状の成形体の外周面に形成される段差を０．１ｍｍ以下とすることができる。外周面の段差が０．１ｍｍ以下であれば、段差がないとみなすことができ、成形体の外周面を円滑な半球面で構成できる。
【０１５１】
［付記１１］
前記第三の工程において、圧縮終了時における前記下パンチの端面の周縁の位置を前記第一内周面の他端から下側に０．１ｍｍ超０．３ｍｍ以下の範囲内とする付記１から付記９のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【０１５２】
付記１１の形態は、圧縮終了時における下パンチの端面の周縁を第一内周面の他端よりも下側に位置させることで、下パンチの端面の周縁の破損を抑制し易い。また、付記１１の形態は、下パンチの端面の周縁の位置を第一内周面の他端から下側に０．１ｍｍ超０．３ｍｍ以下の範囲内することで、半球状の成形体の外周面に０．１ｍｍ超０．３ｍｍ以下の段差を形成できる。成形体の外周面に０．１ｍｍ超の段差があることによって、成形体の外側に半球状の別部材を組み付けるときに、この段差を別部材に対する位置決めに利用できる。この場合、別部材の内周面に上記段差に対応する段差部を設けておく。圧縮終了時における下パンチの端面の周縁の位置を第一内周面の他端から下側に位置させた場合、下パンチの上側での圧縮率が低下するが、０．３ｍｍ以内であれば、圧縮率への影響がほとんどなく、実質的に問題がない。
【０１５３】
［付記１２］
前記原料粉末は、希土類元素と鉄とを含有する希土類−鉄系合金を水素化処理した水素化粉末からなる磁石粉末を含み、
前記第三の工程の後、前記成形体を脱水素処理する工程を備える付記１から付記１１のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
【０１５４】
原料粉末として希土類−鉄系合金の水素化粉末からなる磁石粉末を用いることで、水素化粉末を含む高密度の成形体を得ることができる。そして、この水素化粉末の成形体を脱水素処理することで、希土類−鉄系合金の粉末を含む高密度の成形体を得ることができる。希土類−鉄系合金の成形体は希土類−鉄系磁石の素材に使用可能である。
【符号の説明】
【０１５５】
１  金型
１０  ダイ
１０ｉ  内周面
１０ｈ  中空部
１１  第一内周面
１１ａ  一端    １１ｂ  他端
１２  第二内周面
１２ｏ  開口部
１３  第三内周面
１５  空間
２０  下パンチ
２１  端面
３０  上パンチ
３１  第一上パンチ
３１ｃ  端面
３２  第二上パンチ
３２ｈ  端面    ３２ｄ  境界
１００  磁石
１００ａ  成形体
１０１  内周面
１０２  外周面
１０３  開口端面
１１０  頂部
１２０  裾部
１３０  段差
１００ｐ  原料粉末
２００  コイル
２０１、２０２  端面
２１０  コイルケース
２１１  芯部
２１２  外壁部
２１３  上壁部
２１４  底壁部
３０１  第１のヨーク
３０２  第２のヨーク
３２１  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020202226.tif 000009
【図６】
2020202226.tif 000010
【図７】
2020202226.tif 000011
【図８】
2020202226.tif 000012
【図９Ａ】
2020202226.tif 000013
【図９Ｂ】
2020202226.tif 000014
【図１０】
2020202226.tif 000015
【図１１】
2020202226.tif 000016
【図１２】
2020202226.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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