(57)【要約】【課題】  モータ用磁石に好適な低保磁力、高角型比を有する希土類―鉄―ボロン系磁石およびその製造方法を提供する。【解決手段】  下記の組成を具備する保磁力が０．５ｋＯｅ以上５ｋＯｅ以下かつ１０ｋＯｅの磁場での磁化に対する残留磁化の比で表した角型比が８０％以上である永久磁石。すなわち、下記一般式を満たすとともに、粒界にＦｅおよび、Ｒ１とＲ２の少なくともいずれか１種、ＯあるいはＦの少なくともいずれか１種からなる相の少なくとも１相が存在し、室温の保磁力が０．５ｋＯｅ以上５ｋＯｅ以下、かつ１０ｋＯｅの磁場での磁化に対する残留磁化の比で表した角型比が８０％以上であることを特徴とする永久磁石である。  一般式（Ｃｅ１−ｘ−ｙＲ１ｘＲ２ｙ）ａＦｅｂＣｏｃＢｄＭｅＸｆＣｇＡｈ  Ｒ１：Ｎｄ，Ｐｒ、Ｓｍ，Ｌａから選ばれる少なくとも１種、Ｒ２：Ｔｂ，Ｄｙ、あるいはＲ１で選択されなかった元素から選ばれる少なくとも１種、など【選択図】  図１
2010074084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式を満たすとともに、粒界にＦｅおよび、Ｒ１とＲ２の少なくともいずれか１
種、ＯあるいはＦの少なくともいずれか１種からなる相の少なくとも１相が存在し、室温
の保磁力が０．５ｋＯｅ以上５ｋＯｅ以下、かつ１０ｋＯｅの磁場での磁化に対する残留
磁化の比で表した角型比が８０％以上であることを特徴とする永久磁石。
一般式
（Ｃｅ１−ｘ−ｙＲ１ｘＲ２ｙ）ａＦｅｂＣｏｃＢｄＭｅＸｆＣｇＡｈ
Ｒ１：Ｎｄ，Ｐｒ、Ｓｍ，Ｌａから選ばれる少なくとも１種
Ｒ２：Ｔｂ，Ｄｙ、あるいはＲ１で選択されなかった元素から選ばれる少なくとも１種
Ｍ：Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ、Ｗ，Ｍｎ、Ｎｉ，Ｃｕから選ば
れる少なくとも１種
Ｘ：Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌから選ばれる少なくとも１種
Ａ：Ｆ，Ｏから選ばれる少なくとも１種
０．１≦ｘ≦０．５
０≦ｙ≦０．１
０．１≦ｘ＋ｙ≦０．５
７≦ａ≦１８
５０≦ｂ≦８０
１≦ｃ≦３０
４≦ｄ≦１８
０≦ｅ≦６
０≦ｆ≦６
０≦ｇ≦５
０．０１≦ｈ≦３
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１００原子％
【請求項２】
Ｆｅおよび、Ｒ１とＲ２の少なくともいずれか１種、ＯあるいはＦの少なくともいずれ
か１種からなる相は、Ｒ１とＲ２の合計が５０原子％以上であることを特徴とする請求項
１記載の永久磁石。
【請求項３】
Ｒ２−Ｆｅ−Ｆ、Ｒ２−Ｆｅ−Ｏ、Ｒ２−Ｆｅ−Ｆ−Ｏから選ばれる少なくとも１種が
含まれることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の永久磁石。
【請求項４】
主相は正方晶構造の（Ｃｅ、Ｒ１）２Ｆｅ１４Ｂ１を基本とすることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれか１項に記載の永久磁石。
【請求項５】
粒界に存在する相は存在比率が面積比で１〜２０％であることを特徴とする請求項１な
いし４のいずれか１項に記載の永久磁石。
【請求項６】
リコイル透磁率が１．００〜１．０８を持つことを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
か１項に記載の永久磁石。
【請求項７】
焼結体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の永久磁石。
【請求項８】
モータに搭載されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の永久磁石
。
【請求項９】
以下の一般式を満たす合金粉末を磁場中成形することにより成形体を調整する成形工程
、成形体を不活性雰囲気中１０００℃以上１２００℃以下の温度で１０分以上１０時間以
下焼結することにより焼結体を得る焼結工程、焼結体表面に（Ｒ２）２Ｏ３あるいは（Ｒ
２）Ｆ３を配置した後、３００℃以上、焼結温度の５０℃下までの温度範囲で、１時間以
上１００時間以内の熱処理を行なう工程、４００℃以上８００℃以下の温度で１時間以上
、２０時間以下時効する工程、この後の冷却速度を０．１〜２０℃／ｍｉｎで２００℃ま
で冷却することを特徴とする永久磁石の製造方法。
一般式
（Ｃｅ１−ｘ−ｙＲ１ｘＲ２ｙ）ａＦｅｂＣｏｃＢｄＭｅＸｆＣｇＡｈ
Ｒ１：Ｎｄ，Ｐｒ、Ｓｍ，Ｌａから選ばれる少なくとも１種
Ｒ２：Ｔｂ，Ｄｙ、あるいはＲ１で選択されなかった元素から選ばれる少なくとも１種
Ｍ：Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ、Ｗ，Ｍｎ、Ｎｉ，Ｃｕから選ば
れる少なくとも１種
Ｘ：Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌから選ばれる少なくとも１種
Ａ：Ｆ，Ｏから選ばれる少なくとも１種
０．１≦ｘ≦０．５
０≦ｙ≦０．１
０．１≦ｘ＋ｙ≦０．５
７≦ａ≦１８
５０≦ｂ≦８０
１≦ｃ≦３０
４≦ｄ≦１８
０≦ｅ≦６
０≦ｆ≦６
０≦ｇ≦５
０．０１≦ｈ≦３
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１００原子％
【請求項１０】
焼結体表面の少なくとも一部に（Ｒ２）２Ｏ３あるいは（Ｒ２）Ｆ３を配置したことを特
徴とする請求項９記載の永久磁石の製造方法。
【請求項１１】
室温の保磁力が０．５ｋＯｅ以上５ｋＯｅ以下で、かつ１０ｋＯｅの磁場での磁化に対
する残留磁化の比で表した角型比が８０％以上であることを特徴とする請求項９乃至１０
に記載の永久磁石の製造方法。
【請求項１２】
（Ｃｅ、Ｒ１）２Ｆｅ１４Ｂ１型正方晶構造を主相とし、粒界にＦｅおよび、Ｒ１とＲ
２の少なくともいずれか１種、ＯあるいはＦの少なくともいずれか１種からなる相の少な
くとも１相が存在し、Ｒ２とＦあるいはＯのいずれか少なくとも１種からなる相が存在す
ることを特徴とする全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモー
タ用永久磁石。
【請求項１３】
Ｒ１はＣｅを主体とする主相と、Ｒ２はＤｙ，Ｔｂであることを特徴とする請求項１２
に記載の全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータ用永久磁
石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は永久磁石、特にモータ用に適した低保磁力、高角形比を具備した永久磁石およ
びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石として、アルニコ磁石、フェライト磁石、Ｓｍ−Ｃｏ磁石、Ｎｄ−Ｆｅ
−Ｂ磁石などが知られており、これら永久磁石は、その仕様によりＶＣＭ、スピンドルモ
ータなどの各種モータ、計測器、スピーカー、医療用ＭＲＩ等の他、各種電気機器のキー
部品として、それぞれ適正な磁石が使用されている。
【０００３】
これらの磁石のうち、多量のＦｅまたはＣｏと、希土類元素とを含有している。Ｆｅ，
Ｃｏは飽和磁束密度の増大に寄与し、一方、希土類元素は、結晶場中の４ｆ電子の挙動に
由来する非常に大きな磁気異方性をもたらすため、保磁力の増大に寄与し、良好な磁石特
性を実現している。
【０００４】
近年、各種電気機器の小形化、省エネルギー化の要求が高まり、これら機器のキー部品
材料である永久磁石にもより高い最大エネルギー積［（ＢＨ）ｍａｘ］、大きな保磁力と
磁石特性の温度特性改善が求められてきた。
永久磁石の応用分野として、特にモータが省エネの観点から注目されており、これに使
用すると従来の誘導型に比べ、損失を大幅に低減できるため、車載、家電応用など、各種
用途の省エネ技術として広がってきている。
【０００５】
一般に、永久磁石モータは大きく分けて２種類のタイプがある。回転子鉄心の外周に永
久磁石を貼り付けた表面磁石型永久磁石モータと永久磁石を回転子鉄心の中に埋め込んだ
埋め込み型永久磁石モータである。可変速駆動用モータには埋め込み型永久磁石モータが
適している。
【０００６】
図１を用いて、埋め込み型永久磁石モータの回転子の構成を説明する。図１において、
１１は回転子、１２は回転子鉄心、１４は高保磁力永久磁石を示している。回転子鉄心１
２の外周部に長方形の空洞を等配で極数の数だけ設ける。図１は４極の回転子１１であり
、４個の空洞を設けて永久磁石１４を挿入する。永久磁石１４は回転子の半径方向、又は
、永久磁石１４の断面の長方形におけるエアギャップ面に対向する辺に直角方向に磁化さ
れる。永久磁石１４は負荷電流により減磁しないように保磁力の高いＮｄＦｅＢ永久磁石
等が主に適用される。回転子鉄心１２は空洞を打抜いた電磁鋼板を積層して形成する。こ
のようなモータとして特開平１１−１３６９１２号公報（特許文献１）に記載されている
永久磁石式リラクタンス型回転電機が挙げられる。
【０００７】
永久磁石式回転電機では、永久磁石の鎖交磁束が常に一定で発生しているので永久磁石
による誘導電圧は回転速度に比例して高くなる。低速から高速まで磁化を変化させながら
運転する場合は、高速回転では永久磁石による誘導電圧が極めて高くなり、永久磁石によ
る誘導電圧がインバータの電子部品に印加し、電子部品の耐電圧以上になると部品が絶縁
破壊する。そのため、永久磁石の磁束量が耐電圧以下になるように削減された設計が行う
ことが考えられるが、永久磁石式回転電機の低速域での出力及び効率が低下する。
【０００８】
低速から高速まで定出力に近い磁化を変化させながら運転を行う場合、永久磁石の鎖交
磁束は一定であるので、高速回転域では回転電機の電圧が電源電圧上限に達して出力に必
要な電流が流れなくなる。その結果、高速域では出力が大幅に低下し、さらには高速まで
の広範囲で駆動できなくなるため、最近では磁化を変化させながら運転する範囲を拡大す
る方法として弱め磁束制御が適用されはじめた。弱め磁束制御は、ｄ軸電流による減磁界
を高保磁力永久磁石４に作用させ、可逆の範囲で永久磁石の磁気的な動作点を移動させて
磁束量を変化させる。このため、永久磁石は減磁界により不可逆減磁しないように高保磁
力のＮｄＦｅＢ磁石を適用する。
【０００９】
ｄ軸電流の減磁界により永久磁石の鎖交磁束が減少するので、鎖交磁束の減少分が電圧
上限値に対する電圧の余裕分をつくる。そして、電流を増加できるので高速域での出力が
増加する。また、電圧余裕分だけ回転速度を上昇させることができ、磁化を変化させなが
ら運転できる範囲が拡大される。
しかし、永久磁石に減磁界を与え続ける必要があり、出力には寄与しないｄ軸電流を
常時流し続けるため銅損が増加して効率は悪化する。さらに、ｄ軸電流による減磁界は高
調波磁束を生じ、高調波磁束等で生じる電圧の増加は弱め磁束制御による電圧低減の限界
をつくる。これらより埋め込み型永久磁石式回転電機に弱め磁束制御を適用しても基底速
度の３倍以上の可変速運転は困難である。さらに、前記の高調波磁束により鉄損が増加し
、高調波磁束による電磁力で振動を発生する。
【００１０】
また、ハイブリッド自動車用駆動モータに埋め込み型永久磁石モータを適用した場合、
エンジンのみで駆動される状態ではモータは連れ回される。中・高速回転ではモータの永
久磁石による誘導電圧が電源電圧以上になり、弱め磁束制御でｄ軸電流を流し続ける。こ
の状態では、モータは損失のみを発生するので総合運転効率が悪化する。
このため、上述したような従来技術の問題点に対して、特開２００６−２８０１９５号
公報（特許文献２）では低速から高速までの広範囲で磁化を変化させながらの運転を可能
とし、低速回転域の高トルク化と中・高速回転域での高出力化、効率の向上、信頼性向上
を提供することのできる全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができる
モータ（永久磁石式回転電機）が提案されている。
【００１１】
すなわち、この永久磁石式モータは図２（特許文献２の図１）に示したような、固定子
巻線を設けた固定子と、回転子鉄心中に前記固定子巻線の電流で作る磁界により不可逆的
に磁束密度が変化する程度の保磁力を有する低保磁力永久磁石と前記低保磁力永久磁石の
２倍以上の保磁力を有する高保磁力永久磁石とを配置した回転子とを備えたことものであ
る。すなわち、低速から高速までの広範囲で可変速運転を可能とし、低速回転域の高トル
ク化と中・高速回転域での高出力化、効率の向上、信頼性向上を実現した永久磁石式回転
電機を提供できる。この永久磁石モータに用いられる磁石は高保磁力磁石がＮｄＦｅＢ磁
石であり、低保磁力磁石はアルニコ磁石、あるいはＦｅＣｒＣｏ磁石が示されている。
【００１２】
特許文献２に、低保磁力永久磁石としてアルニコ磁石（ＡｌＮｉＣｏ）またはＦｅＣｒ
Ｃｏ磁石、高保磁力永久磁石としてのＮｄＦｅＢ磁石を示している。アルニコ磁石の保磁
力（磁束密度が０になる磁界）は６０〜１２０ｋＡ／ｍであり、ＮｄＦｅＢ磁石の保磁力
９５０ｋＡ／ｍに対して１／１５〜１／８になる。また、ＦｅＣｒＣｏ磁石の保磁力は約
６０ｋＡ／ｍであり、ＮｄＦｅＢ磁石の保磁力９５０ｋＡ／ｍに対して１／１５になる。
アルニコ磁石とＦｅＣｒＣｏ磁石は、ＮｄＦｅＢの高保磁力磁石と比較してかなり低保磁
力であり、この低保磁力を利用して、全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させる
ことができるモータを作製する。実施形態では、低保磁力永久磁石の８〜１５倍の保磁力
を有する高保磁力永久磁石を適用しており、これにより優れた特性の回転電機を得ること
としている。
【００１３】
一方、高保磁力の開発を目的としたＮｄＦｅＢ磁石が公開されている。例えば、下記の
特許に様々な技術が開示されている。
特公昭６３−６５７４２号公報（特許文献３）は、室温以上で磁気的に安定で、磁気異
方性を有するＦｅ−Ｂ−Ｒ三元化合物（但しＲはＮｄとＰｒの一種又は二種）を含み、か
つ合金組成が原子百分率でＲ８〜３０％、Ｂ２〜２８％、及び残部実質的にＦｅから成る
ことを特徴とする強磁性合金に関する。また、室温以上で磁気的に安定で、磁気異方性を
有するＦｅ−Ｂ−Ｒ三元化合物（但しＲはその５０原子％以上がＮｄとＰｒの一種又は二
種以上から成り、残部Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｙのうち少なくとも一種）
を含み、かつ合金組成が原子百分率でＲ８〜３０％、Ｂ２〜２８％、及び残部実質的にＦ
ｅから成ることを特徴とする強磁性合金に関するものである。Ｒ−Ｆｅ−Ｂからなる強磁
性合金は、３００℃前後のキユリー点を示すとともに、異方性磁界が１００ｋＯｅ以上に
達するものがあることを見出している。
【００１４】
特公平３−１９２９６号公報（特許文献４）は、原子百分比で希土類元素（Ｒ）として
Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｔｂのうち少なくとも一種８〜３０％、Ｂ２〜２８％及び残部
実質的にＦｅからなるＦｅ−Ｂ−Ｒ系磁気異方性焼結体永久磁石において、前記Ｆｅの一
部を全組成に対して５０％以下（０％を除く）のＣｏで置換したことを特徴とする永久磁
石である。また、原子百分比で、希土類元素（Ｒ）としてＮｄ，Ｐｒ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｔｂ
のうち少なくとも一種とＬａ，Ｃｅ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ
，Ｙのうち少なくとも一種の合計８〜３０％、Ｂ２〜２８％及び残部実質的にＦｅからな
るＦｅ−Ｂ−Ｒ系磁気異方性焼結体永久磁石において、前記Ｆｅの一部を全組成に対して
５０％以下（０％を除く）のＣｏで置換したことを特徴とする永久磁石である。Ｃｏ置換
により、キュリー温度を高めることができ、磁石の温度特性向上、耐食性の向上に有効で
あることを報告している。
【００１５】
また、近年、高保磁力化と高耐熱性に必須の元素である重希土類元素（例えばＴｂ，Ｄ
ｙ）を、特性を維持したまま低減する試みがなされている。
特開２００６−３０３４３３号公報（特許文献５）にはＲ１ａＲ２ｂＴｃＡｄＦｅＯｆ
Ｍｇ組成を有する焼結磁石体であって、その構成元素であるＦ及びＲ２が磁石体中心より
磁石体表面に向かって平均的に含有濃度が濃くなるように分布し、焼結磁石体中の（Ｒ１
，Ｒ２）2Ｔ14Ａ正方晶からなる主相結晶粒の周りを取り囲む結晶粒界部において、結晶
粒界に含まれるＲ２／（Ｒ1＋Ｒ２）の濃度が主相結晶粒中のＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２）濃度
より平均的に濃く、結晶粒界部の磁石体表面より少なくとも２０μｍの深さ領域にまで結
晶粒界部に（Ｒ１，Ｒ２）の酸フッ化物が存在している希土類永久磁石について開示して
いる。すなわち、Ｒ２（ＴｂあるいはＤｙから選ばれる少なくとも１種）とＦからなる粉
体を焼結した磁石の表面に存在させ、熱処理により、内部に拡散させ、少量の重希土類元
素の使用で高保磁力を得るものである。
【００１６】
特開２００６−３０３４３４号公報（特許文献６）には、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石体に
その表面からＥ成分及びフッ素原子を吸収させることにより得られ、ＲａＥｂＴｃＡｄＦ
ｅＯｆＭｇ組成含有焼結磁石体であり、Ｆが磁石体中心より磁石体表面に向かって含有濃
度が濃くなるように分布し、焼結磁石中の（Ｒ，Ｅ）2Ｔ14Ａ正方晶からなる主相結晶粒
の周りを取り囲む結晶粒界部において、結晶粒界に含まれるＥ／（Ｒ＋Ｅ）の濃度が主相
結晶粒中のＥ／（Ｒ＋Ｅ）濃度より平均的に濃く、結晶粒界部の磁石体表面より少なくと
も２０μｍの深さ領域にまで（Ｒ，Ｅ）の酸フッ化物が存在し、該領域において１μｍ以
上の酸フッ化物粒子が１ｍｍ2当たり２，０００個以上の割合で分散し、酸フッ化物が面
積分率で１％以上を占め、磁石体表層部の電気抵抗が内部より高い渦電流損失を低減した
傾斜機能性希土類永久磁石が開示されている。
特開２００６−３０３４３５号公報（特許文献７）は、Ｒ１ａＲ２ｂＴｃＡｄＦｅＯｆ
Ｍｇ組成を有する焼結磁石体であって、該焼結磁石体中の（Ｒ１，Ｒ２）2Ｔ14Ａ正方晶
からなる主相結晶粒の周りを取り囲む結晶粒界部において、結晶粒界に含まれるＲ２／（
Ｒ1＋Ｒ２）の濃度が主相結晶粒中のＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２）濃度より平均的に濃く、しか
も、Ｒ２が磁石体中心より磁石体表面に向かって平均的にその含有濃度が濃くなるように
分布し、結晶粒界部の磁石体表面より少なくとも２０μｍの深さ領域にまで、結晶粒界部
に（Ｒ１，Ｒ２）の酸フッ化物が存在し、磁石体表層部の保磁力が内部より高い傾斜機能
性希土類永久磁石を開示しており、磁石体表層部の保磁力が内部よりも高い磁気的構造を
有し、効率的に耐熱性を向上させた永久磁石を提供することができるとしている。
【００１７】
特開２００６−３０３４３６号公報（特許文献８）には、Ｒ１ａＲ２ｂＴｃＡｄＦｅＯ
ｆＭｇ組成を有する焼結磁石体で、その構成元素であるＦ及びＲ2が磁石体中心より磁石
体表面に向かって平均的に含有濃度が濃くなるように分布し、Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）の濃
度が（Ｒ１，Ｒ２）2Ｔ14Ａ正方晶からなる主相結晶粒中のＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２）濃度よ
り平均的に濃い結晶粒界が磁石表面から少なくとも１０μｍの深さまで連続した三次元網
目状の形態をなしている希土類永久磁石が開示されている。
特開２００６−６６８５３号公報（特許文献９）には、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ(Ｒは希土類元素)
系磁石の主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ の粒界の一部に層状の粒界相が形成された希土類磁石
であって、前記粒界相はフッ素化合物を含み、該フッ素化合物の厚さが１０μｍ以下、或
いは、該フッ素化合物の厚さが０.１μｍ以上１０μｍ以下であり、該フッ素化合物の主
相粒子被覆率が平均で５０％以上とした磁石が開示されている。
いずれも、上記のとおり、重希土類元素の使用量を減らした状態で、高保磁力が得られ
ることを目的としており、最近のレアメタル資源の有効な活用技術である。
【００１８】
【特許文献１】特開平１１−１３６９１２号公報
【特許文献２】特開２００６−２８０１９５号公報
【特許文献３】特公昭６３−６５７４２号公報
【特許文献４】特公平３−１９２９６号公報
【特許文献５】特開２００６−３０３４３３号公報
【特許文献６】特開２００６−３０３４３４号公報
【特許文献７】特開２００６−３０３４３５号公報
【特許文献８】特開２００６−３０３４３６号公報
【特許文献９】特開２００６−６６８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
いずれの特許文献も、高保磁力化を目指したものであり、今回適用する全体または一部
の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータにおける低保磁力磁石のコンセプ
トを十分発揮できるものではない。一方、全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化さ
せることができるモータに適用する低保磁力磁石は、アルニコ磁石を用いた場合よりも、
さらに広い範囲の磁束制御による効率向上が求められていた。
【００２０】
本発明は、モータ、特に全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができ
るモータのさらなる高出力、効率向上、信頼性向上に対して、所定の動作条件での最適磁
束量の設定ができる必要があり、これに適した、特に低保磁力磁石に最適な永久磁石およ
びその製造方法を提供することを目的とする。本永久磁石モータは、洗濯機、エアコンな
どの家電用途、車載用途、電車用途など各種容量のモータの高効率化に極めて有効な永久
磁石を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、主相が（希土類）２Ｆｅ１４Ｂ相であり、下記一般式を満たすとともに、粒
界にＦｅおよび、Ｒ１とＲ２の少なくともいずれか１種、ＯあるいはＦの少なくともいず
れか１種からなる相の少なくとも１相が存在し、室温の保磁力が０．５ｋＯｅ以上５ｋＯ
ｅ以下、かつ１０ｋＯｅの磁場での磁化に対する残留磁化の比で表した角型比が８０％以
上であることを特徴とする永久磁石である。
一般式
（Ｃｅ１−ｘ−ｙＲ１ｘＲ２ｙ）ａＦｅｂＣｏｃＢｄＭｅＸｆＣｇＡｈ
Ｒ１：Ｎｄ，Ｐｒ、Ｓｍ，Ｌａから選ばれる少なくとも１種
Ｒ２：Ｔｂ，Ｄｙ、あるいはＲ１で選択されなかった元素から選ばれる少なくとも１種
Ｍ：Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ、Ｗ，Ｍｎ、Ｎｉ，Ｃｕから選ば
れる少なくとも１種
Ｘ：Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌから選ばれる少なくとも１種
Ａ：Ｆ，Ｏから選ばれる少なくとも１種
０．１≦ｘ≦０．５
０≦ｙ≦０．１
０．１≦ｘ＋ｙ≦０．５
７≦ａ≦１８
５０≦ｂ≦８０
１≦ｃ≦３０
４≦ｄ≦１８
０≦ｅ≦６
０≦ｆ≦６
０≦ｇ≦５
０．０１≦ｈ≦３
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１００原子％
【００２２】
また、リコイル透磁率１．００〜１．０８であることが好ましい。また、主相である（
希土類）２Ｆｅ１４Ｂ相の正方晶構造と、粒界にＦｅおよび、Ｒ１とＲ２から選ばれる少
なくとも１種とＯあるいはＦから選ばれる少なくとも１種からなる相、あるいはＲ２とＦ
あるいはＯから選ばれる少なくとも１種からなる相の少なくとも１相が存在することが好
ましい。また、永久磁石は焼結体であることが好ましい。また、モータに搭載される永久
磁石に好適である。特に、保磁力が０．５ｋＯｅ以上３．５ｋＯｅ以下、１０ｋＯｅの磁
場での磁化に対する残留磁化の比で表した角型比が８０％以上で、かつリコイル透磁率が
１．００〜１．０８を具備する永久磁石は全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化さ
せることができるモータ用永久磁石に好適である。
また、本発明の永久磁石の製造方法は、以下の一般式を満たす合金粉末を磁場中成形す
ることにより成形体を調整する成形工程、成形体を不活性雰囲気中１０００℃以上１２０
０℃以下の温度で１０分以上１０時間以下焼結することにより焼結体を得る焼結工程、焼
結体表面に（Ｒ２）２Ｏ３あるいは（Ｒ２）Ｆ３を配置した後、３００℃以上、焼結温度
の５０℃下までの温度範囲で、１時間以上１００時間以内の熱処理を行なう工程、４００
℃以上８００℃以下の温度で１時間以上、２０時間以下時効する工程、この後の冷却速度
を０．１〜２０℃／ｍｉｎで２００℃まで冷却することを特徴とする。
一般式
（Ｃｅ１−ｘ−ｙＲ１ｘＲ２ｙ）ａＦｅｂＣｏｃＢｄＭｅＸｆＣｇＡｈ
Ｒ１：Ｎｄ，Ｐｒ、Ｓｍ，Ｌａから選ばれる少なくとも１種
Ｒ２：Ｔｂ，Ｄｙ、あるいはＲ１で選択されなかった元素から選ばれる少なくとも１種
Ｍ：Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ、Ｗ，Ｍｎ、Ｎｉ，Ｃｕから選ば
れる少なくとも１種
Ｘ：Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌから選ばれる少なくとも１種
Ａ：Ｆ，Ｏから選ばれる少なくとも１種
０．１≦ｘ≦０．５
０≦ｙ≦０．１
０．１≦ｘ＋ｙ≦０．５
７≦ａ≦１８
５０≦ｂ≦８０
１≦ｃ≦３０
４≦ｄ≦１８
０≦ｅ≦６
０≦ｆ≦６
０≦ｇ≦５
０．０１≦ｈ≦３
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１００原子％
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば低保磁力および高角形比を具備した永久磁石を提供できるので、モータ
、特に全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータ用永久磁石
の低保磁力側磁石に好適である。また、本発明の製造方法であれば低保磁力および高角形
比の永久磁石を効率よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の永久磁石は以下の一般式を満たすとともに、保磁力が０．５ｋＯｅ以上５ｋＯ
ｅ以下かつ１０ｋＯｅの磁場での磁化に対する残留磁化の比で表した角型比が８０％であ
ることを特徴とするものである。
すなわち、下記一般式を満たすとともに、粒界にＦｅおよび、Ｒ１とＲ２の少なくとも
いずれか１種、ＯあるいはＦの少なくともいずれか１種からなる相の少なくとも１相が存
在し、室温の保磁力が０．５ｋＯｅ以上５ｋＯｅ以下、かつ１０ｋＯｅの磁場での磁化に
対する残留磁化の比で表した角型比が８０％以上であることを特徴とする永久磁石である
。
一般式
（Ｃｅ１−ｘ−ｙＲ１ｘＲ２ｙ）ａＦｅｂＣｏｃＢｄＭｅＸｆＣｇＡｈ
Ｒ１：Ｎｄ，Ｐｒ、Ｓｍ，Ｌａから選ばれる少なくとも１種
Ｒ２：Ｔｂ，Ｄｙ、あるいはＲ１で選択されなかった元素から選ばれる少なくとも１種
Ｍ：Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ、Ｗ，Ｍｎ、Ｎｉ，Ｃｕから選ば
れる少なくとも１種
Ｘ：Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌから選ばれる少なくとも１種
Ａ：Ｆ，Ｏから選ばれる少なくとも１種
０．１≦ｘ≦０．５
０≦ｙ≦０．１
０．１≦ｘ＋ｙ≦０．５
７≦ａ≦１８
５０≦ｂ≦８０
１≦ｃ≦３０
４≦ｄ≦１８
０≦ｅ≦６
０≦ｆ≦６
０≦ｇ≦５
０．０１≦ｈ≦３
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝１００原子％
【００２５】
まず、保磁力は０．５ｋＯｅ以上５ｋＯｅ以下である。保磁力が０．５ｋＯｅ未満では
全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータにおける磁束制御
範囲が狭くなり、５ｋＯｅを超えるとこの磁石の磁化を反転させるのに多大な電気エネル
ギーを必要とするため、省エネ効果が大きく低減する。そのため、好ましくは１〜４ｋＯ
ｅである。なお、動作温度が高くなるに従い、保磁力は上記範囲内の高保磁力側が好まし
い。また、角型比は８０％以上であり、８０％未満では全体または一部の永久磁石の磁化
状態を変化させることができるモータにおける、磁束制御範囲が狭くなるため、高効率運
転できる範囲が狭くなる。角型比の好ましい値は９０〜１００％である。なお、本発明の
角型比は１０ｋＯｅの磁場での磁化に対する残留磁化の比で表した値である。１０ｋＯｅ
を選択したのは本発明の永久磁石は保磁力が５ｋＯｅ以下と低保磁力であるため１０ｋＯ
ｅの磁場中ではほぼ磁気的に飽和しており、角型比の定義に適しているためである。永久
磁石の場合、通常は残留磁化の２乗を４で割った値が最大エネルギー積の理論値であり、
実際の最大エネルギー積の値をこの値で割ったものが角型比とされているが、本発明の永
久磁石は保磁力を比較的小さい値で制御しているため、角型性を表す新たな指標として、
軟磁性材料で適用する角型比を参考に用いた。
【００２６】
また、リコイル透磁率１．００〜１．０８であることが好ましい。リコイル透磁率は着
磁した磁石に対して、一旦磁気的に飽和させ、磁場を反転させ保磁力に相当する磁場まで
変化させた後、そこから再度反転させて磁場ゼロまで変化させたときの透磁率である。リ
コイル透磁率が１．００未満は原理的にあり得ず、１．０８を超えると全体または一部の
永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータの磁束制御量が低減してしまい、高
効率運転できる範囲が狭くなる。好ましいリコイル透磁率は１．０７以下である。
また、リコイル透磁率は以下の方法で求めてもよい。即ち、試料振動型磁力計を用いて
第２、３象限での磁化の磁場による変化、たとえば１５ｋＯｅから磁場ゼロに至る変化か
ら求める。具体的には、パルス磁場６０ｋＯｅで着磁した試料を着磁した方向とは逆に−
１５ｋＯｅまで磁場を加え、そこから０まで磁場の強さを変化させて磁化測定を行なう。
この後、−１４ｋＯｅまで磁場を印加したのち、同様に磁場ゼロまで変化させ、磁化を測
定する。これを、１ｋＯｅごとに繰り返し、第３象限から第２象限の範囲で測定する。リ
コイル透磁率は直線と近似し、各磁場（−１５ｋＯｅ、−１４ｋＯｅ、…）と磁場ゼロに
したときの磁化の差を磁場変化量で割った値であり、それらを平均したものが平均リコイ
ル透磁率である。
保磁力、角型比は通常の測定で、最大磁場１０ｋＯｅでフルループ測定したときの保磁
力と、角型比は１０ｋＯｅでの磁化に対する残留磁化である。
【００２７】
一般式に示した各元素について説明する。
ここで、Ｃｅは本発明の必須元素であり、Ｆｅ，Ｂとともに本発明の永久磁石は正方晶
構造を主相とする（希土類）２Ｆｅ１４Ｂ相を形成する。また、Ｃｅは保磁力を本発明の
範囲の、磁石としては低い値で制御するのに必須の元素であるが、希土類元素がＣｅのみ
の場合、キュリー温度が低すぎるため、Ｒ１（すなわちＰｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｌａから選ば
れる少なくとも１種）を置換することにより、この値を高くすることが出来る。また、Ｒ
１のうちＰｒ，Ｎｄは磁気異方性を大きくすることが出来るため、保磁力の制御に有効で
ある。その量は、Ｒ１はｘ値が０．１以上０．５以下である。ｘ値が０．５を超えると保
磁力が大きくなりすぎるため、永久磁石モータの磁束制御には不十分となる。
Ｒ２はＤｙ，Ｔｂ、あるいはＲ１で選択されなかった残りの元素から選ばれる少なくと
も1種であるが、（Ｒ２）Ｆ３からなる粉末を焼結体の表面に配置したのち、拡散させる
ことにより、粒界に主に存在させることにより、保磁力の制御と、温度特性の向上に寄与
する。ｙ値は０．１以下である。Ｒ１の場合、また、同様に０．１を超えると保磁力の制
御が困難となり、全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータ
での磁束制御には不十分となる。なお、Ｒ１とＲ２元素の合計量（ｘ＋ｙ）は０．１以上
０．５以下であり、好ましくは０．２≦ｘ＋ｙ≦０．５である。また、ＣｅとＲ１とＲ２
の希土類元素で、保磁力制御の観点から、最も含有量の多い元素はＣｅであることが好ま
しい。
さらに、希土類元素全体量ａ値は７ａｔ％以上１８ａｔ％以下であり、この範囲で所定
の保磁力と角型比、および適正なリコイル透磁率が得られる。好ましくは８ａｔ％以上１
７ａｔ％であり、さらに好ましくは９ａｔ％以上１５ａｔ％以下である。
【００２８】
Ｆｅは希土類元素、Ｂとともに本磁石の基本となる必須元素であり、いわゆる（希土類
元素）２Ｆｅ１４Ｂ１磁石と同じ正方晶構造をもつ。その量５０ａｔ％以上８０ａｔ％以
下である。この範囲から外れると、異相が析出してしまい、高角型比が得られにくくなる
。好ましくは５３ａｔ％以上、７８ａｔ％以下であり、さらに好ましくは５５ａｔ％以上
、７５ａｔ％以下である。また、ＣｏはＦｅサイトの一部を置換できるが、特に本発明で
はキュリー温度を向上させるのに有効である。その量は１ａｔ％未満では効果が少なく、
３０ａｔ％を超えるとリコイル透磁率が大きくなるとともに、これを超えると高角型比が
得られなくなる。好ましくは、２ａｔ％以上、２５ａｔ％以下である。
【００２９】
Ｂ（ホウ素）は上記の通り、本発明の磁石における基本元素の一つであり、所定の結晶
構造を形成するための必須元素である。その量は４ａｔ％以上１８ａｔ％以下である。好
ましくは５ａｔ％以上１６ａｔ％、さらに好ましくは５．５ａｔ％以上１５ａｔ％である
。
Ｃ（炭素）は結晶構造におけるＢのサイトを、結晶構造を保ったまま置換できる元素で
あり、磁気異方性の制御に有効である。その量は５ａｔ％以下であるが、好ましくは、０
．０１ａｔ％以上、３ａｔ％以下である。Ｃの含有量はＢの含有量を超えないことが製造
面から好ましく、超えると磁気特性のバラツキが大きくなり始める。
Ｍ元素はＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ、Ｗ，Ｍｎ、Ｎｉ，Ｃｕから
選ばれる少なくとも１種であり、結晶粒制御による高角型性制御、あるいは保磁力制御に
有効である。その量ｅ値は６ａｔ％以下であり、好ましくは５ａｔ％以下である。好まし
い元素はＺｒ，Ｎｂ，Ｃｕである。また、ｅ値の下限は０．０１ａｔ％以上であることが
好ましい。
【００３０】
Ｘ元素はＧａ，Ａｌ，Ｓｉから選ばれる少なくとも１種であり、こちらも保磁力制御に
有効な元素である。その量は６ａｔ％以下であり、好ましくは５ａｔ％以下である。好ま
しい元素は、Ｇａ，Ａｌである。また、ｆ値の下限は０．０１ａｔ％以上であることが好
ましい。
【００３１】
Ｆ（フッ素）は希土類元素Ｒ２との化合物の形態で、磁石焼結体から熱処理による拡散
で、粒界に主に存在させることにより、保磁力の制御を行なう効果をもたらす。その量は
、Ｒ２量との兼ね合いで決まるが、０．０１未満の場合はその効果が少なく、一方３％を
超えると保磁力が大きくなりすぎてしまう。好ましくは、０．０１≦ｈ≦２．５である。
【００３２】
Ｏ（酸素）はＦと同様に希土類元素Ｒ２との化合物の形態で、磁石焼結体から熱処理に
よる拡散で、粒界に主に存在させることにより、保磁力の制御を行なう効果をもたらす。
また、プロセス上入ってしまう元素でもある。すなわち、（Ｒ２）２Ｆ３の熱処理による
拡散に従い、これらの元素と結びつき、Ｒ２−Ｆ−Ｏからなる相を形成することもできる
。その量は、磁石特性の観点から３原子％以下が好ましい。さらに好ましくは２．５ａｔ
％以下である。
【００３３】
本発明における磁石の主相の結晶構造は正方晶構造であり、原子比で（希土類元素）：
（ＦｅＣｏ）：Ｂ＝２：１４：１で表される。また、粒界に希土類リッチの（Ｒ１、Ｒ２
）―Ｆｅ−Ｏ系からなる相に加えて、Ｒ２−Ｆ系からなる相、あるいはＲ２−Ｆ−Ｏ系か
らなる相が少なくとも１相存在し、さらに、酸フッ化物相、主相以外の硼化物相などが含
まれていてもよい。
【００３４】
本発明の磁石は、上記組成に加え、水素２０００ｗｔｐｐｍ以下、窒素１０００ｗｔｐ
ｐｍ以下含有されていても良い。特に、水素は水素粉砕などプロセス上水素を用いる場合
に、多少残留する場合があるが、特性面には問題ない。また、上記構成成分以外の元素（
不純物含む）が０．１ｗｔ％以下含有されていても良い。
【００３５】
この主相と隣接する粒界相には、粒界にＦｅおよび、Ｒ１とＲ２の少なくともいずれか
１種、ＯあるいはＦの少なくともいずれか１種からなる相の少なくとも１相が存在し、粒
界全体に均一に分散していても、表面から濃度勾配があってもよい。これは、磁石厚さ（
拡散させる距離）に依存するが、粒界と主相との間に、Ｒ１とＲ２の濃度勾配がついてい
ることが好ましい。
この相の存在で、保磁力を０．５〜５ｋＯｅの範囲に制御することができるとともに、
温度特性の向上にも有効である。その量は面積比率で１〜２０％である。好ましくは、２
〜１８％である。これはＥＰＭＡとＳＥＭの組合せ、あるいはＴＥＭとＥＤＸで測定でき
る。
また、「Ｆｅおよび、Ｒ１とＲ２の少なくともいずれか１種、ＯあるいはＦの少なくと
もいずれか１種からなる相」とは、Ｆｅ−Ｒ１−Ｏ相、Ｆｅ−Ｒ１−Ｆ相、Ｆｅ−Ｒ２−
Ｏ相，Ｆｅ−Ｒ２−Ｆ相，Ｆｅ−Ｒ１−Ｒ２−Ｏ相，Ｆｅ−Ｒ１−Ｒ２−Ｆ相，Ｆｅ−Ｒ
１−Ｏ−Ｆ相，Ｆｅ−Ｒ２−Ｏ−Ｆ相，Ｆｅ−Ｒ１−Ｆ２−Ｏ−Ｆ相のいずれか１相以上
を示すものであり、これらの相が２相以上存在していても良い。なお、本明細書では「Ｆ
ｅおよび、Ｒ１とＲ２の少なくともいずれか１種、ＯあるいはＦの少なくともいずれか１
種からなる相」のことを（Ｒ１，Ｒ２）−Ｆｅ−（Ｏ，Ｆ）と示す。
【００３６】
本発明の永久磁石の母合金に関する製造方法は特に限定されるものではないが、効率よ
く得る方法として次のものが挙げられる。上記の磁石は、通常の希土類−鉄−Ｂからなる
磁石と同様なプロセス、すなわち合金の溶解・鋳造あるいはストリップキャスト、粉砕、
磁場中成形、焼結、熱処理の工程で、所定の磁気特性を発現することが出来る。
ここで、合金の鋳造あるいはストリップキャストについては、母合金の均質性からスト
リップキャスト法が好ましく、得られるフレークの板厚はおおよそ７０μｍ以上２ｍｍ以
下である。好ましくは、１００μｍ以上１ｍｍ以下が主体となることが好ましい。粗粉砕
は、ジョークラッシャー、スタンプミルなどを用いて行なう。なお、ストリップキャスト
で得られた試料の場合は、粗粉砕は不要の場合もある。また、ストリップキャストで作製
した試料は副相が均質に分散しているため、特性の安定化には有効である。
【００３７】
また、粗粉砕後、微粉砕を行うことが好ましく、微粉砕処理はジェットミルを用いるこ
とが好ましく、その平均粒径は１〜５０μｍのものを用いることが好ましい。１μｍ以下
では十分な焼結密度が得られにくく、また処理の間に酸化が起こりやすく、特性劣化の要
因となる。一方、５０μｍを超えると角型性が悪くなり、また焼結後のリコイル透磁率も
大きくなってしまう。好ましくは２〜４０μｍであり、さらに好ましくは３〜３０μｍで
ある。一方、水素を用いた水素粉砕でも良いが、この手法では所定の平均粒径にまで到達
しないことがあるため、複数回水素吸蔵放出を繰り返す、あるいは水素粉砕の後、ボール
ミルのような湿式法あるいはジェットミルのような乾式法でさらに粉砕することでもよい
。
磁場中成形は、縦磁場あるいは横磁場でも良く、その際の磁場は配向させるためには強
い方が好ましいが１０〜２０ｋＯｅあればよい。また、成形圧力は高いほうが好ましいが
、これも１００ｋｇ／ｃｍ２以上あればよい。
【００３８】
焼結は１０００℃から１２００℃までの温度範囲で、１０分〜１０時間焼結する。その
後の冷却速度は、１〜１００℃／ｍｉｎ．で冷却する。１０００℃未満では焼結が進まず
、高い残留磁化が得られない。一方１２００℃を超えると、液相が多く出過ぎてしまい、
所定形状に成形した形態を保てなくなり、磁場中成形した効果が激減する。また、焼結時
間は１０分未満では焼結が進まず、１０時間を超えた場合、それ以下の時間と差はなく、
エネルギー消費の観点から１０時間以下が好ましい。好ましくは、３０分以上８時間以下
である。冷却速度は１℃／ｍｉｎ未満では、磁石特性にばらつきが大きくなり、一方１０
０℃／ｍｉｎを超えると、低融点相の析出が困難になるため、保磁力にばらつきが生じる
。また、場合によっては作製した焼結体にクラックが入ることがある。また、焼結温度は
主相の融点より２０〜８０℃低い温度であることが好ましい。
【００３９】
焼結体表面に（Ｒ２）２Ｏ３あるいは（Ｒ２）Ｆ３を配置した後、３００℃以上、焼結
温度の５０℃下までの温度範囲で、１時間以上１００時間以内の熱処理を行なう。ここで
、（Ｒ２）Ｆ３はＤｙＦ３、ＴｂＦ３，ＮｄＦ３，ＰｒＦ３  が好ましい。また、（Ｒ２
）２Ｏ３は、Ｄｙ２Ｏ３Ｔｂ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３が好ましい。これらの材料
は、アルコール系に溶かしたものを塗布する、あるいは粉末を焼結体上に配置することが
出来る。熱処理は、これら酸化物、フッ化物の磁石内への拡散を目的とするものであるが
、その熱処理温度は３００℃以下では拡散が起こりにくく、一方焼結温度に近づくと、拡
散が早くなりすぎ、主相中に平均的に入ってしまうため、量が少ない分通常の磁石と同じ
状況になってしまう。従って、拡散のための熱処理の上限温度は、焼結温度の５０℃下ま
でである。時間は１時間〜１００時間の範囲で、特性を十分制御できる酸化物、あるいは
フッ化物の拡散を行なうことが出来る。さらに、保磁力を調整するための時効処理を、４
００℃以上８００℃以下の温度で１時間以上、２０時間以下行なう。これは、４００℃以
下では、低融点相（希土類リッチ相）が析出困難であり、保磁力の調整が困難である。一
方、８００℃を超えると時効の効果が低減する。なお、この後の冷却速度を０．１〜２０
℃／ｍｉｎで２００℃まで冷却する。
【００４０】
時効処理は好ましくは、４５０℃以上、７５０℃以下である。時効時間は１０分未満で
は効果が出にくく、一方２０時間を超えると磁石特性の向上は見られない。このため、２
０時間以下が好ましい。さらに好ましくは、３０分以上、１５時間以下である。なお、時
効処理は２段以上の多段熱処理でもよいが、いずれにしても時効温度は高温側から低温側
に移動していくことが好ましく、多段処理で角型性が向上する。なお、多段処理とした場
合も熱処理時間の合計は１０分〜２０時間の範囲が好ましい。
また、時効処理後の冷却速度は０．１〜２０℃／ｍｉｎであることが必要である。冷却
速度０．１℃／ｍｉｎ未満では希土類リッチを主体とする低融点相が一部に凝集してしま
い、保磁力の制御が困難になる、２０℃／ｍｉｎを超えると低融点相の析出が不十分とな
り、保磁力のばらつきが大となる。また、好ましい冷却速度は１〜１０℃／ｍｉｎである
。
【００４１】
また、時効処理として、多段時効処理の代りに時効処理の際に４００℃から８００℃未
満の温度範囲を空冷・水冷等の冷却方法により一定の冷却速度で冷却を行つてもよいが、
その際の冷却速度は１℃／ｍｉｎから２０℃／ｍｉｎであることが必要である。なお、こ
れら時効処理は焼結後そのまま行つても、焼結後一旦室温まで冷却後再び昇温して行つて
もよい。
このプロセスでの雰囲気は非酸化雰囲気が好ましく、Ａｒ、窒素、真空中での処理が好
ましい。なお、焼結密度は９５％以上あればよく、好ましくは９８％以上である。焼結密
度は（アルキメデス法による実測値／理論密度）×１００％で求める。
【００４２】
上記のプロセスで得られた磁石は、高磁気異方性の主相（正方晶を主とする希土類−鉄
−ホウ素相）と非磁性の粒界に希土類リッチの（Ｒ１、Ｒ２）―Ｆｅ−（Ｏ、Ｆ）からな
る相に加えて、Ｒ２−（Ｆ、Ｏ）からなる少なくとも１相存在することが好ましい。非磁
性希土類リッチ相ほかの割合は１〜２０面積％以下が好ましい。これを超えると、飽和磁
束密度および残留磁束密度が低下してしまい、磁束の制御が十分でなくなってくる。一方
、１％以下になると、非磁性相が少なくなりすぎ、主相間に非磁性相が存在しない箇所が
増えるために、保磁力および角型性の制御が困難となる。
希土類リッチ相、すなわち（Ｒ１、Ｒ２）―Ｆｅ−（Ｏ、Ｆ）相は構成する希土類金属
元素が５０〜９０ａｔ％を主体とする。なお、その他の非磁性相である、例えば希土類酸
化物相、硼化物相などが１０面積％以下で含まれていても良い。
得られた磁石は、耐酸化性を持たせるために、Ｎｉめっき、Ｃｕめっき、Ａｌめっきな
ど各種表面処理を行なうことにより、様々な環境下で使用することが出来る。
【００４３】
（実施例）
（実施例１〜３０）
表１に示す組成について、原料粉末を調製したのち、高周波誘導加熱炉で溶解し、そ
のままストリップキャスト法にて、板厚１００〜３００μｍのフレーク状試料を作製した
。得られた試料を、ジェットミルで表１に示した平均粒径に微粉砕した後、磁場１０ｋＯ
ｅ、プレス圧０．５ｔ／ｃｍ２の条件で磁場中成形した。得られた成形体を、母相の融点
より２０〜８０℃低い温度で３時間の条件で焼結し、５０℃／ｍｉｎの速度で室温まで冷
却した。この後、実施例１〜１５はフッ化物で奇数番号はＤｙＦ３を、偶数番号はＴｂＦ
３を、実施例１６〜３０は酸化物で奇数番号はＤｙ２Ｏ３、偶数番号はＴｂ２Ｏ３をアル
コール系溶液に溶かし、焼結体の表面に厚さ約１ｍｍで塗布した。乾燥させた後、８００
〜９００℃、８時間熱処理した後、５００〜５５０℃で１０時間時効処理して、２℃／ｍ
ｉｎの割合で冷却した。各実施例に係る永久磁石は密度９８％以上の焼結体である。
いずれも、試料を１００個作製し、磁石特性の評価として、残留磁束密度（Ｂｒ）、保
磁力（Ｈｃ）、角型比、リコイル透磁率、Ｈｃレンジを測定した。残留磁束密度（Ｂｒ）
、保磁力（Ｈｃ）、角型比、リコイル透磁率については前述の方法を用いて測定し、１０
０個の平均値とした。また、Ｈｃレンジは保磁力のばらつきを示すもので１００個測定し
た保磁力（Ｈｃ）の「最大値−最小値」から求めた。その結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
2010074084.tif 000003
【００４５】
これらの実施例について、磁石特性を評価した結果、表１に示すとおり、高角型比と低
保磁力、および小さなリコイル透磁率が得られた。なお、粒界相の割合はＳＥＭ観察から
いずれも面積比で８〜１５％であり、（Ｒ１、Ｒ２）−Ｆｅ−（Ｏ，Ｆ）相のいずれかか
らなる相が確認できた。
【００４６】
（比較例）
（比較例１〜７）
表１に示す比較例１〜７の組成に調合した素材を高周波溶解し、水冷鋳型に鋳造した後
、スタンプミルで３５メッシュスルーまで粗粉砕し、次いでボールミルで時間を３０分〜
３時間微粉砕した。平均粒径は４．８μｍである。得られた粉末を、磁場１０ｋＯｅで配
向させるとともに、１．５ｔ／ｃｍ２にて成形した。成形体は１１５０℃で１時間、Ａｒ
雰囲気中で焼結後、放冷した。比較例１〜７はＣｅを含有しない組成を具備するものであ
る。
（比較例８）
表２に示す比較例８の合金につき、まず磁石原料を高周波誘導炉で溶解を行った。ルツ
ボはアルミナルツボを用い水冷銅鋳型中に鋳込み、母合金を作った。溶解で得られた母合
金を３５ｍｅｓｈ粗粉砕したのち、更にボールミルにより平均粒径８．５μｍのものが得
られるように粉砕を行った。この後、粉末を磁界中で所定の圧力で成形した。成形体を１
１５０℃で２時間Ａｒ雰囲気焼結を行い、その後７００℃で３時間熱処理を行った。時効
熱処理後の冷却速度を１００℃／ｍｉｎで放冷したものである。
（比較例９，１０）
比較例９，１０に示す合金を高周波溶解し、水冷銅鋳型に鋳造した。次に、スタンプミ
ルにより３５メツシユスルーまでに粗粉砕し、次いでボールミルにより３時間微粉砕し、
平均粒径７μｍとした。その後、磁界（１０ｋＯｅ）中配向・成形（１．５ｔ／ｃｍ２に
て加圧）し、得られた成形体を１１６０℃、１時間Ａｒ雰囲気中で焼結し、焼結後は放冷
（冷却速度２００℃／ｍｉｎ）した。
【００４７】
（比較例１１）
比較例１１の組成を有する合金をＡｒガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に鋳造して得た
。本合金をスタンプ・ミルにより４０ｍｅｓｈ以下に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度７
μｍにボール・ミルにより微粉砕した。得られた粉末を１５ｋＯｅ磁界中で１．０ｔｏｎ
／ｃｍ２の圧力で加圧成型した後、９９．９９９％純度の１８０ＴｏｒｒＡｒ中で１０６
０℃、２時間焼結し、焼結後は冷却速度３５０℃／ｍｉｎで室温まで冷却した。さらに６
００ＴｏｒｒＡｒ中にて時効処理を７２５℃で２時間行なった。時効熱処理後の冷却速度
を１００℃／ｍｉｎで放冷したものである。
（比較例１２〜１５）
比較例１２〜１５に示す合金を高周波溶解し水冷銅鋳型に鋳造した。次いで、スタンプ
ミルにより３５メツシユスルーまで粗粉砕し、次いでボールミルにより３時間微粉砕し、
平均粒径５μｍとした。その後、磁界（１０ｋＯｅ）中配向、成形（１．５ｔ／ｃｍ２に
て加圧）し、成形体は１１５０℃×１時間Ａｒ雰囲気中で焼結し、焼結後は放冷（２００
℃／ｍｉｎ）した。
【００４８】
（比較例１８〜２０）
比較例１８〜２０の組成につき、高周波溶解で母合金を作製後、単ロール法により、急
冷し、板厚２０〜４０μｍのフレーク状試料を得た。これを、ジェットミルで粉砕後、比
較例１と同様の条件で磁場中成形した。この比較例は結晶粒がｎｍと小さく、この結果磁
石は等方性のみとなる。また、得られた成形体は焼結すると磁気特性が劣化するため、粉
砕状態の試料を樹脂で固めて測定した。従って、焼結磁石としての特性は不十分である。
【００４９】
（比較例２1〜２３）
比較例２１〜２３の組成について、高周波溶解炉を用いてＡｒガス中で溶解する。該合
金をボールミルを用いて粒径２μｍ〜５μｍの範囲の微粉末に粉砕する。この微粉末を磁
場中で圧縮成形し、その成形体を１１００℃×１時間、焼結後１０７０℃×２時間溶体化
処理を行ない急冷し、さらには８００℃×２時間時効処理した。時効熱処理後の冷却速度
を１００℃／ｍｉｎで放冷したものである。
（比較例２４，２５）
比較例２４，２５の組成について高周波溶解炉を用いてＡｒガス中で溶解する。該合金
をボールミルを用いて粒径２μｍ〜５μｍの微粉末にする。この粉末を磁場中で圧縮成形
し、その成形体を１１００℃×１時間焼結後、１０７０℃×２時間溶体化処理を行ない急
冷し、さらに８００℃×４時間時効処理して永久磁石を得た。なお、時効熱処理後は冷却
速度１００℃／ｍｉｎで放冷したものである。
【００５０】
（比較例２６，２７，２８）
比較例２６〜２８の組成について、高周波溶解炉を用いてＡｒガス中で溶解する。そし
て該合金をボールミルを用いて粒径２μｍ〜５μｍの範囲の微粉末に粉砕する。この粉末
を磁場中で圧縮成形し、その成形体を１１００℃×１時間焼結後１０７０℃×２時間溶体
化処理を行ない急冷し、さらに８００℃×２時間時効処理した。なお、時効熱処理後は冷
却速度１００℃／ｍｉｎで放冷したものである。
（比較例２９，３０）
比較例２９，３０の組成について、高周波溶解炉を用いてＡｒガス中で溶解する。該合
金をボールミルで粒径２μｍ〜５μｍ微粉末にする。この粉末を磁場中で圧縮成形し、そ
の成形体を１１００℃×１時間焼結後、１０７０℃×２時間溶体化処理を行ない急冷し、
さらに８００℃×４時間時効処理して永久磁石を得た。なお、時効熱処理後は冷却速度１
００℃／ｍｉｎで放冷したものである。
【００５１】
（比較例３１〜３３）
表２に示す組成を有する原料粉末を調製したのち、高周波誘導加熱炉で溶解し、そのま
まストリップキャスト法にて、板厚１００〜３００μｍのフレーク状試料を作製した。得
られた試料を、ジェットミルで平均粒径５〜８μｍに微粉砕した後、磁場１０ｋＯｅ、プ
レス圧０．５ｔ／ｃｍ２の条件で磁場中成形した。得られた成形体を、母相の融点より５
０℃低い温度で、３時間の条件で焼結し、５０℃／ｍｉｎの速度で室温まで冷却した。こ
の後、７００℃、３時間熱処理を行ない、１０℃／ｍｉｎの割合で冷却した。これらの処
理は、全てＡｒ雰囲気中で行なっている。
いずれも、試料を１００個作製し、磁石特性の評価として、残留磁束密度（Ｂｒ）、保
磁力（Ｈｃ）、角型比、リコイル透磁率、Ｈｃレンジを測定した。残留磁束密度（Ｂｒ）
、保磁力（Ｈｃ）、角型比、リコイル透磁率については前述の方法を用いて測定し、１０
０個の平均値とした。また、Ｈｃレンジは保磁力のばらつきを示すもので１００個測定し
た保磁力（Ｈｃ）の「最大値−最小値」から求めた。その結果を表１に示す。
各比較例の磁石につき、実施例と同様の測定条件で磁石特性を評価した結果を表２に併
せて示す。いずれの比較例とも、保磁力が大きすぎたり、また小さすぎたり、さらに角型
性が劣化していることがわかる。
【００５２】
【表２】
2010074084.tif 000004
【００５３】
（モータへの適用）
実施例１〜３０および比較例１〜２０を永久磁石モータに組込んだ際の特性を室温で評
価した。モータ特性の評価として各実施例および各比較例に係る永久磁石を、図２に示す
全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータの低保磁力磁石部
に組み込み、また高保磁力磁石としてＮｄＦｅＢ磁石（Ｈｃ＝２１ｋＯｅ、Ｂｒ＝１２．
４ｋＧ）を用いて、モータの効率評価を行った。なお、表２に比較例３４としてアルニコ
磁石を示した。
基準とする永久磁石モータは磁石として全てＮｄＦｅＢ磁石（比較例３５：低保磁力側
も高保磁力側と同じ磁石を使用）を用いた場合の効率を基準とし、実施例、比較例の効率
を相対値として示している。評価条件は、モータの高速回転（３０００ｒｐｍ）、中速回
転（２０００ｒｐｍ）、低速回転（１０００ｒｐｍ）での効率の平均値である。これらの
条件は、トルクを指標とすると低トルク、中トルク、高トルクとなっており、各動作条件
での効率が反映されることになる。
結果を表１および表２に併せて示すが、本実施例に係る永久磁石を用いた場合、ＮｄＦ
ｅＢ磁石のみの永久磁石モータに比べて、大幅に効率向上しており、またアルニコ磁石を
用いた場合に比べても効率が高いことがわかる。
なお、今回実施例として図２に示す構造の全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化
させることができるモータへの適用を行ったが、保磁力の高い磁石と比較的保磁力の小さ
い磁石の組合せで構成される永久磁石モータ用磁石として本実施例の永久磁石を使用する
ものであれば、特にモータ構造に制限されるものではない。
【００５４】
（実施例３１〜３６、比較例３６〜３７）
実施例３の永久磁石を用い製造条件を表３のように変えたものを製造した。各実施例お
よび比較例について実施例３と同様の測定を行った。以下、表３に示す。
【００５５】
【表３】
2010074084.tif 000005
【００５６】
本実施例にかかる製造条件であれば目的とする特性が得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】永久磁石モータの一例を示す図。
【図２】本発明の永久磁石を用いたモータの一例を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１…  回転子
２ … 回転子鉄心
３…  低保磁力永久磁石
３Ａ … 高保磁力永久磁石
３Ｂ…  高保磁力永久磁石
４ … 高保磁力永久磁石
４Ａ…  低保磁力永久磁石
４Ｂ…  高保磁力永久磁石
５  …第１の空洞
６ … 第２の空洞
７  …鉄心の磁極部
１１ … スリット
１２ … スリット
１４  …永久磁石
【図１】
2010074084.tif 000006
【図２】
2010074084.tif 000007