(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の圧縮成形による環状希土類−鉄系ボンド磁石でみられた、薄肉長尺化による指数関数での密度低下に伴う磁気特性、機械強度、寸法精度、耐候性の劣化を改善し、これら特性を維持しながら薄肉・長尺化を可能とし、ひいては希土類元素の使用量削減を可能とする、優れた圧縮成形性を有する磁石コンパウンド、並びにそれを用いた希土類−鉄系ボンド磁石を提供する。【解決手段】常温で固体であり、かつ降伏応力をもつ流動性を具えた樹脂組成物成分と、磁石成分とを含みて構成され、球近似の顆粒から成る擬似球状磁石コンパウンドをキャビティに充填し、常温にて、該擬似球状磁石コンパウンドを構成する前記樹脂組成物成分が有する降伏応力以上の一軸の圧力を該擬似球状磁石コンパウンドに加えて所定形状のグリーンコンパクトとし、該グリーンコンパクトを加熱し、該グリーンコンパクトを構成する樹脂組成物成分を硬化させてなる。【選択図】図７
2014107429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温で固体であり、かつ降伏応力をもつ流動性を具えた樹脂組成物成分と、磁石成分とを含みて構成され、球近似の顆粒から成る擬似球状磁石コンパウンド。
【請求項２】
前記擬似球状磁石コンパウンドが、０．７以上の平均アスペクト比ＡＲａｖｅ（ここで、ＡＲａｖｅは、走査電子顕微鏡で撮影された顆粒像において、その像の最長径をａ、最長径ａに垂直な最大径をｂとしたときの比ｂ／ａの平均値を表す）を有する顆粒から成る、請求項１記載の擬似球状磁石コンパウンド。
【請求項３】
前記擬似球状磁石コンパウンドが、乾式篩法（JIS Z 8815）に基づく測定において、１ｍｍ未満の最大粒子径を有する顆粒から成る、請求項１に記載の擬似球状磁石コンパウンド。
【請求項４】
前記樹脂組成物成分が、不飽和ポリエステルアルキドのアリル系共重合性単量体との常温で固体の完溶物であり、降伏応力をもつ流動性を備えた不飽和ポリエステル樹脂組成物と、有機過酸化物とを含む、請求項１に記載の擬似球状磁石コンパウンド。
【請求項５】
前記不飽和ポリエステルアルキドが、フタル酸とフマル酸をモル比でフタル酸／フマル酸＝５／５〜１／９にて含むジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオールと他のグリコールをモル比で１，４−ブタンジオール／他のグリコール＝７／３〜１０／０にて含むグリコール成分の共重合により形成された、融点８０〜１２０℃、酸価２０以下のポリマーである、請求項４に記載の擬似球状磁石コンパウンド。
【請求項６】
前記アリル系共重合性単量体が、トリアリルイソシアヌレートである、請求項４に記載の擬似球状磁石コンパウンド。
【請求項７】
前記磁石成分が、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石またはＦｅの一部をＣｏで置換したＲ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂ系磁石、あるいはＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｍ系磁石またはＲ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂ−Ｍ系磁石と、不可避不純物とからなる合金組成を有するＲ２Ｆｅ１４Ｂ、Ｒ２Ｆｅ（Ｃｏ）１４Ｂナノ結晶組織、またはαＦｅとＲ２Ｆｅ１４Ｂ、Ｒ２Ｆｅ（Ｃｏ）１４Ｂとのナノ複合組織（前記ＲはＹを含むＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ及びＨｏから選択される希土類元素のいずれかを表し、前記ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｐ及びＣから選択される１種または２種以上の組み合わせを表す）を含む、磁気的に等方性の希土類−鉄系急冷凝固薄片である、請求項１に記載の擬似球状磁石コンパウンド。
【請求項８】
前記磁石成分が、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石またはＳｍ−Ｆｅ−Ｍ’−Ｎ系磁石と不可避不純物とからなる合金組成を有するＳｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ（ｘ≒３）ナノ結晶組織（nanocrystalline）またはαＦｅとＳｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ（ｘ≒３）とのナノ複合組織（nanocoｍposite）（前記Ｍ’はＨｆ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｔａ及びＣから選択され
る１種または２種以上の組合せを表す）を含む、磁気的に等方性の希土類−鉄系急冷凝固薄片である、請求項１に記載の擬似球状磁石コンパウンド。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のうち何れか一項に記載の擬似球状磁石コンパウンドをキャビティに充填し、常温にて、該擬似球状磁石コンパウンドを構成する前記樹脂組成物成分が有する降伏応力以上の一軸の圧力を、該擬似球状磁石コンパウンドに加えて所定形状のグリーンコンパクトとし、該グリーンコンパクトを加熱し、該グリーンコンパクトを構成する樹脂組成物成分を硬化させてなる、希土類−鉄系ボンド磁石。
【請求項１０】
前記特定形状のグリーンコンパクトが、円筒状の形態をなす環状グリーンコンパクトであ
る、請求項９に記載の希土類−鉄系ボンド磁石。
【請求項１１】
前記擬似球状磁石コンパウンドの顆粒は、乾式篩法（JIS Z 8815）に基づく測定において、前記環状グリーンコンパクトの外半径をｒ１、内半径をｒ２としたとき、（ｒ１−ｒ２）×０．８未満の値である最大粒子径を有する、請求項１０に記載の希土類−鉄系ボンド磁石。
【請求項１２】
前記環状グリーンコンパクトの外半径をｒ１、内半径をｒ２、前記擬似球状磁石コンパウンドを一軸の圧力で圧縮したとき、該擬似磁石コンパウンドとキャビティ壁面との間に生じる摩擦係数をμ、該圧縮の際の軸方向から径方向への圧力変換定数をｋ、圧縮軸方向の加圧側端部における環状グリーンコンパクトの密度をｄ０、圧縮軸方向の加圧側端部からの距離Ｌにおける環状グリーンコンパクトの密度をｄとしたとき、密度ｄの実測値が式ｄ＝ｄ０・ｅｘｐ［−（μ・ｋ）／（Ｌ／（ｒ１−ｒ２））］で表される指数関数曲線に一致する程度を示す相関係数Ｒ２が０．６未満であり、かつ（Ｌ／（ｒ１−ｒ２））が２０以下、（μ・ｋ）値が０．０００５未満を満たす、請求項１０又は請求項１１に記載の希土類−鉄系ボンド磁石。
【請求項１３】
前記環状グリーンコンパクトを１９０〜２００℃に加熱した円筒に該環状グリーンコンパクトの外周面が該円筒の内周面に接するように装填し、そして当該環状グリーンコンパクトの径方向の膨張を拘束して少なくとも２０秒以上保持しながら、当該環状グリーンコンパクトを構成する樹脂組成物成分を加熱硬化させて得られる、請求項１０に記載の希土類−鉄系ボンド磁石。
【請求項１４】
前記環状グリーンコンパクトを構成する磁石成分の体積分率が７９．０ｖｏｌ．％以上、樹脂組成物成分の体積分率が１８．０ｖｏｌ．％以下、残留空隙の体積分率が３．０ｖｏｌ．％以下（但し、前記磁石成分、樹脂組成物成分及び残留空隙の体積分率の合計は１００ｖｏｌ．％である）である、請求項１０に記載の希土類−鉄系ボンド磁石。
【請求項１５】
磁石成分の体積分率が７９．０ｖｏｌ．％以上、樹脂組成物成分の体積分率が１８．０ｖｏｌ．％以下、残留空隙の体積分率が３．０ｖｏｌ．％以下（但し、前記磁石成分、樹脂組成物成分及び残留空隙の体積分率の合計は１００ｖｏｌ．％である）である、請求項１０に記載の希土類−鉄系ボンド磁石。
【請求項１６】
外部磁界Ｈｍ２．４ＭＡ／ｍにおいて、常温における０．７４Ｔ以上の残留磁化Ｍｒ及び９０ｋＪ／ｍ３以上の最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを有する、請求項１０に記載の希土類−鉄系ボンド磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種高性能小型モータ、アクチュエータに使用する希土類の使用量削減に直接寄与する、環状希土類−鉄系ボンド磁石の薄肉長尺化に好適な擬似球状磁石コンパウンド、並びにそれを用いた希土類−鉄系ボンド磁石に関する。さらに詳しくは、常温（２０±１５℃、ＪＩＳ  Ｚ  ８７０３）で固体であり、かつ降伏応力以上の圧縮圧力で塑性流動を呈する樹脂組成物成分と希土類−鉄系磁石成分とから構成した擬似球状磁石コンパウンド、並びに該擬似球状磁石コンパウンドを常温で、かつ降伏応力以上の圧力で圧縮して所定形状のグリーンコンパクトとし、然る後、当該樹脂組成物成分を熱硬化させてなる希土類−鉄系ボンド磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ化学量論組成に近い合金組成を有するＮｄ１２Ｆｅ７７Ｃｏ５Ｂ６（原子％）溶湯合金を片ロール法により急冷凝固した平均結晶粒径６０ｎｍ以下のナノ結晶（nanocrystalline）薄帯は、硬度Ｈｖ８００〜１０００と高く、脆性破壊によ
り直線的に破砕した磁気的に等方性のＲ−ＴＭ−Ｂ系磁石薄片（ここでＲは例えば９原子％以上のＮｄ又はＰｒなどの軽希土類元素を意味し、ＴＭはＦｅ、またはＦｅの一部を２０原子％以下でＣｏ置換したような遷移金属元素を意味する）として知られる。この磁石薄片を例えば永久磁石型モータの磁石として利用するには、何らかの手段で当該磁石薄片を特定形状のバルク磁石とする技術が必要である。特定形状のバルク磁石とする手段としては、例えば、特許文献１に開示されているように、もっぱら常温で固体のエポキシ樹脂とともにグリーンコンパクトとし、然る後、当該エポキシ樹脂を熱硬化せしめてボンド磁石とする方法が一般的である。
具体的には、たとえば常温で固体のエポキシ樹脂を固形分５０ｗｔ．％程度の有機溶媒溶液（ｅｘ．アセトンなどのケトン類の溶液）とし、前述の磁石薄片などの磁石成分に対し、該エポキシ樹脂が２．０〜２．５ｗｔ．％程度となるように、磁石成分と該エポキシ樹脂の有機溶媒溶液を湿式混合する。その後脱溶媒し、例えば２５０μｍ以下の粒子となるように粒度調整して、常温で固体の粒状磁石コンパウンドとする。これを、機械式又は油圧式粉末圧縮成形機などのフィーダカップに満たし、成形型キャビティに所定量充填し、通常常温にて一軸の圧力を加えて特定形状のグリーンコンパクトとする。さらに、当該グリーンコンパクトのエポキシ樹脂成分を熱硬化して、いわゆる希土類−鉄系ボンド磁石を製造する。
このようなバルク磁石は主に環状磁石として、１９８０年代後半から典型的な高性能径方向空隙型小型モータ（例えば、永久磁石界磁型ＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＰＭ型ステッピングモータなど）、あるいは、アクチュエータ（例えばリードスクリュー付ＰＭ型ステッピングモータなど）に使用する磁石市場を、ほぼ独占してきた経緯がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２６３６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、希土類元素資源（Ｓｍ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｔｂなど）は、将来にわたる希土類−鉄系燒結磁石、ならびに希土類−鉄系ボンド磁石の需要拡大が予測される観点から、その使用量の削減が求められており、その具体策の一つとして磁石の薄肉化への要求が高まっている。また希土類ボンド磁石はより一層の高性能化が求めれており、こうした観点からも磁石の薄肉化、長尺化のニーズは高い。
しかしながら、特許文献１に開示されているような従来提案されている希土類−鉄系ボンド磁石にあっては、製品形状の薄肉化・長尺化に伴い、加圧方向への圧力伝達が不均一となり、加圧力を受ける端部と中央部付近の密度が異なる、すなわち一成形品内で密度のばらつきが生ずるという問題がある。この密度ばらつきは磁気特性のみならず、製品寸法のばらつきをも引き起こすことにつながる。
このように、希土類ボンド磁石におけるＮｄ、Ｐｒなどの軽希土類使用量を直接削減するために、磁石の薄肉化や長尺化が種々検討されているものの、磁気特性や寸法精度を満足させるまでには至っていない。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高性能小型モータやアクチュエータ分野の磁石市場でほぼ独占状態を続けている、主として環状形状の圧縮成形希土類−鉄系ボンド磁石において、磁気特性や寸法精度にも関与する磁石内部の密度を一定に維持しながら薄肉・長尺化することで、Ｎｄ、Ｐｒなどの軽希土類元素の使用量を直接削減可能とする技術に関し、その目的は、小型モータやアクチュエータを対象に、磁気性能を維持しながら薄肉・長尺化を可能とする優れた圧縮成形性を有する磁石コンパウンド、並びにそれを用いた希土類−鉄系ボンド磁石を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、圧縮成形法により得られる希土類−鉄系ボンド磁石において、ボンド磁石の製造に使用する顆粒状の複合磁石材料の形状やその大きさを選択するとともに、該複合磁石材料に使用するバインダとして、常温で固体であり且つ降伏応力を超える外力で変形（流動）する性質を具えた樹脂組成物を使用することにより、ボンド磁石の薄肉化・長尺化にあっても高い磁気特性や寸法精度を実現できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち本発明は、常温で固体であり、かつ降伏応力をもつ流動性を具えた樹脂組成物成分と、磁石成分とを含みて構成され、球近似の顆粒から成る擬似球状磁石コンパウンドに関するものであり、ここで該顆粒は平均アスペクト比ＡＲａｖｅ（ここで、ＡＲａｖｅは、走査電子顕微鏡で撮影された顆粒像において、その像の最長径をａ、最長径ａに垂直な最大径をｂとしたときの比ｂ／ａの平均値を表す）が０．７以上であり、また、該顆粒は、乾式篩法（JIS Z 8815）に基づく測定において、最大粒子径が１ｍｍ未満である、擬似球状磁石コンパウンドに関する。
【０００８】
前記擬似球状磁石コンパウンドを構成する前記樹脂組成物成分は、不飽和ポリエステルアルキドのアリル系共重合性単量体との常温で固体の完溶物である、降伏応力をもつ流動性を備えた不飽和ポリエステル樹脂組成物、有機過酸化物とを含むことが好ましい。
このとき、前記不飽和ポリエステルアルキドは、フタル酸とフマル酸をモル比でフタル酸／フマル酸＝５／５〜１／９にて含むジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオールと他のグリコールをモル比で１，４−ブタンジオール／他のグリコール＝７／３〜１０／０にて含むグリコール成分との共重合により形成された、融点８０〜１２０℃、酸価２０以下のポリマーであることが好ましい。
また前記アリル系共重合性単量体が、トリアリルイソシアヌレートであることが好ましい。
【０００９】
一方、前記擬似球状磁石コンパウンドを構成する前記磁石成分は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石またはＦｅの一部をＣｏで置換したＲ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂ系磁石、あるいはＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｍ系磁石またはＲ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂ−Ｍ系磁石と、不可避不純物とからなる合金組成を有するＲ２Ｆｅ１４Ｂ、Ｒ２Ｆｅ（Ｃｏ）１４Ｂナノ結晶組織、またはαＦｅとＲ２Ｆｅ１４Ｂ、Ｒ２Ｆｅ（Ｃｏ）１４Ｂとのナノ複合組織（前記ＲはＹを含むＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ及びＨｏから選択される希土類元素のいずれかを表し、前記ＭはＳ
ｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｐ及びＣから選択される１種または２種以上の組み合わせを表す）を含む、磁気的に等方性の希土類−鉄系急冷凝固薄片であることが好ましい。
或いは前記磁石成分として、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石またはＳｍ−Ｆｅ−Ｍ’−Ｎ系磁石と不可避不純物とからなる合金組成を有するＳｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ（ｘ≒３）ナノ結晶組織（nanocrystalline）またはαＦｅとＳｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ（ｘ≒３）とのナノ複合組織（nanocoｍposite）（前記Ｍ’はＨｆ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｔａ及びＣ
から選択される１種または２種以上の組合せを表す）を含む、磁気的に等方性の希土類−鉄系急冷凝固薄片を使用しても差し支えない。
【００１０】
本発明は、上記擬似球状磁石コンパウンドを用いた希土類−鉄系ボンド磁石も対象とする。
詳細には、該擬似球状磁石コンパウンドをキャビティに充填し、常温にて、該擬似球状磁石コンパウンドを構成する前記樹脂組成物成分が有する降伏応力以上の一軸の圧力を該擬似球状磁石コンパウンドに加えて所定形状のグリーンコンパクト、好ましくは円筒状の形態をなす環状のグリーンコンパクトとし、該グリーンコンパクトを加熱し、該グリーンコンパクトを構成する樹脂組成物成分を硬化させてなる、希土類−鉄系ボンド磁石に関する。
【００１１】
ここで、上記環状グリーンコンパクトの外半径をｒ１、内半径をｒ２としたとき、該グリーンコンパクトを構成する前記擬似球状磁石コンパウンドの顆粒は、乾式篩法（JIS Z 8815）に基づく測定において（ｒ１−ｒ２）×０．８未満の値である最大粒子径を有することが好ましい。
また、環状グリーンコンパクトの外半径をｒ１、内半径をｒ２とし、該擬似球状磁石コンパウンドを一軸の圧力で圧縮したとき該磁石コンパウンドとキャビティ壁面との間に生じる摩擦係数をμ、該圧縮の際の軸方向から径方向への圧力変換定数をｋ、圧縮軸方向の加圧側端部における環状グリーンコンパクトの密度をｄ０、圧縮軸方向の加圧側端部からの距離Ｌにおける環状グリーンコンパクトの密度をｄとしたとき、密度ｄの実測値が式ｄ＝ｄ０・ｅｘｐ［−（μ・ｋ）／（Ｌ／（ｒ１−ｒ２））］で表される指数関数曲線に一致する程度を示す相関係数Ｒ２が０．６未満であり、かつ（Ｌ／（ｒ１−ｒ２））が２０以下、（μ・ｋ）値が０．０００５未満を満たすものであることが好ましい。
【００１２】
なお、上記のような本発明にかかる環状グリーンコンパクトを硬化させる際、該グリーンコンパクトを１９０〜２００℃に加熱した円筒（例えば環状の鉄ヨーク）に該環状グリーンコンパクトの外周面が該円筒の内周面に接するように装填し、そして当該環状グリーンコンパクトの径方向の膨張を拘束して少なくとも２０秒以上保持しながら、当該環状グリーンコンパクトを構成する樹脂組成物成分を加熱硬化させることにより、高い寸法精度を有する希土類−ボンド磁石、すなわちヨーク一体型の希土類−ボンド磁石とすることもできる。
【００１３】
さらにまた、前記希土類−鉄系ボンド磁石、或いはその完成前材料である前記環状グリーンコンパクトは、磁石成分の体積分率Ｖｍａｇが７９．０ｖｏｌ．％以上、樹脂組成物成分の体積分率Ｖｒｅｓｉｎが１８．０ｖｏｌ．％以下、残留空隙の体積分率Ｖｖｏｉｄが３．０ｖｏｌ．％以下（但し、前記磁石成分、樹脂組成物成分及び残留空隙の体積分率の合計は１００ｖｏｌ．％である）であること、すなわち、残留空隙率Ｖｖｏｉｄをできる限り少なくすることが望ましい。
そして得られた希土類−鉄系ボンド磁石が、測定磁界（外部磁界）Ｈｍ２．４ＭＡ／ｍにおいて、常温における０．７４Ｔ以上の残留磁化Ｍｒ及び９０ｋＪ／ｍ３以上の最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の擬似球状磁石コンパウンドは、薄肉・長尺の磁石を均一密度にて成形可能であり、また量産性の高い成形を可能とする、コンパウンドとすることができる。
本発明の擬似球状磁石コンパウンドより得られる希土類−鉄系ボンド磁石は、薄肉・長尺化を図った場合であっても、高い磁気特性と寸法精度を維持することができる。
また本発明の希土類−鉄系ボンド磁石は、磁石材料の体積分率を７９．０ｖｏｌ．％以上に維持し、且つ、残留空隙の体積分率を３．０ｖｏｌ．％以下という従来より低い水準とすることができ、このような残留空隙の低減は、永久減磁の主要因となる残留空隙に存在し得る水分、酸素並びに熱による希土類磁石材料の腐食、組織変化を抑制でき、優れた耐候性と磁気特性とを兼ね備えた環状希土類−鉄系ボンド磁石とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明にかかる環状グリーンコンパクト形成過程（緻密化過渡）における断面モデルを示す図である。
【図２】図２は、実施例１で得られた擬似球状磁石コンパウンド及び比較例１で得られた磁石コンパウンドの累積粒度分布を示す特性図である。
【図３】図３は、実施例１で得られた擬似球状磁石コンパウンド（図３（ａ））及び比較例１で得られた磁石コンパウンド（図３（ｂ））の走査電子顕微鏡像を示す図である。
【図４】図４は、実施例１及び比較例１の各円柱状グリーンコンパクトにおける残留空隙量Ｖｖｏｉｄと圧縮圧力Ｐ０の関係を示す特性図である。
【図５】図５は、実施例１で用いた磁石成分の粒度分布（平均粒子径）に対する、磁石成分の比表面積、ならびに圧縮圧力：１ＧＰａで圧縮した本発明にかかるグリーンコンパクトにおける樹脂成分の厚さを示す特性図である。
【図６】図６は、実施例１（図６（ａ））ならびに比較例１（図６（ｂ））にかかるグリーンコンパクトの構成の概念図である。
【図７】図７は、実施例１及び比較例１の環状グリーンコンパクトの緻密化過渡における環状グリーンコンパクトの薄肉長尺化に対する密度ｄとの関係を示す特性図である。
【図８】図８は、実施例１及び比較例１の各環状グリーンコンパクトにおける歪に対する圧環強度（応力を換算）との関係を示す特性図である。
【図９】図９は、本発明にかかる環状グリーンコンパクト（実施例１）の硬化温度に対する相対剛性率の関係を示す特性図（図９（ａ））、並びに、実施例１及び比較例１の環状グリーンコンパクトにおける、硬化温度（絶対温度の逆数）に対する硬化時間（自然対数、秒）の関係を示す特性図（図９（ｂ））である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる樹脂組成物成分の硬化段階の架橋構造を示す概念図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる環状グリーンコンパクトの、２００℃での硬化時間に対する圧環強度の関係を示す特性図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる希土類−鉄系ボンド磁石の磁気ヒステリシスを示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
前述したように、従来提案されている希土類−鉄系ボンド磁石やその完成前材料であるグリーンコンパクト、例えば特許文献１に開示されているような、常温で固体のエポキシ樹脂を固形分５０ｗｔ．％程度の有機溶媒溶液（ｅｘ．アセトンなどのケトン類の溶液）とし、前述の磁石成分に対し、常温で固体のエポキシ樹脂が２．０〜２．５ｗｔ．％程度となるように湿式混合し、その後、脱溶媒し、粒度調整して常温で固体の磁石コンパウンドとし、これを、機械式、または油圧式粉末圧縮成形機などのフィーダカップに満たし、環状キャビティに所定量充填し、常温にて一軸の圧縮圧力を加圧パンチにより加えて環状グリーンコンパクトとする技術において、磁石の薄肉化や長尺化の際に密度ばらつきが生
じるという問題が指摘されている。
【００１７】
たとえば、加圧パンチ近傍のグリーンコンパクトの密度の圧力依存性と、圧力軸方向のグリーンコンパクトの局部密度の分布から、任意部分の局部密度を圧力に換算すれば、圧力軸方向の局部圧力分布が求められる。上述の常温で固体のエポキシ樹脂組成物成分と磁石成分とで構成した磁石コンパウンドを、常温で圧縮した環状グリーンコンパクトの局部圧力は、加圧パンチからの距離の増加に伴って急激に減衰する。
上記のような環状グリーンコンパクトの局部圧力の減衰に関して、例えば環状成形型のキャビティに充填した磁石コンパウンドを一軸の圧力で圧縮したとき、一般に当該圧力は環状成形型キャビティの壁面との摩擦によって失われる。そこで、薄肉環状グリーンコンパクトのような場合には半径方向の圧力（密度）の変化（分布）を無視できると仮定したとき、薄肉環状グリーンコンパクトの力の釣合（平衡）方程式は下記式（１）で表すことができる。
【数１】
2014107429.tif 000003
上記式中、ｒ１は環状グリーンコンパクトの外半径、ｒ２は内半径、μは磁石コンパウンドと環状成形型キャビティ壁面間の摩擦係数、ｋは圧力変換定数（軸方向圧縮圧力、すなわち垂直圧力を水平方向の圧力に変換させる比例定数）である。
ここで圧縮圧力をＰ０、加圧パンチからの距離Ｌにおける圧力をＰとし、上記式（１）を積分すると下記式（２）が得られる。
【数２】
2014107429.tif 000004
上記式（２）から、加圧パンチからの距離Ｌにおける圧力Ｐの関数を求めると下記式（３）が得られる。
【数３】
2014107429.tif 000005
すなわち上記式（３）は、磁石コンパウンド（環状グリーンコンパクト）中の、加圧パンチからの距離Ｌにおける圧力Ｐが、加圧パンチからの距離Ｌに対して指数関数で減少することを示している。また、（ｒ１−ｒ２）を小さく（薄肉化）、或いはＬを大きく（長尺化）すると、局部圧力分布（すなわち局部密度分布）が比例して大きくなることを示している。
換言すれば、環状磁石の磁極面積を一定にして磁石を薄くすると、磁石の肉厚（ｒ１−ｒ２）と（加圧パンチからの）距離Ｌの両者に対して圧力（すなわち密度）が指数関数で減衰することになり、得られた磁石内部において無視できない密度ばらつきが生ずることを意味する。
【００１８】
ところで、希土類−鉄系ボンド磁石の残留磁化をＭｒとすれば、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘは（１／４）Ｍｒ２にほぼ比例する。また、残留磁化ＭｒはＭｓ・Ｖｍ・Ｒｓ（Ｍｓは磁石成分の飽和磁化、Ｖｍはボンド磁石中の磁石成分の体積分率、Ｒｓは異方性磁石成分における配向度）の３者の積により概ね決まり、ナノ結晶性に基づくレマネンスエンハンスメント効果のない等方性磁石成分では、残留磁化Ｍｒは０．５である。
【００１９】
ここで、同じ成分構成で、かつ磁気的に等方性の磁石コンパウンドから作製した環状希土類−鉄系ボンド磁石の磁石成分の体積分率Ｖｍは、当該ボンド磁石の密度ｄｍ（すなわち成形品（ここではボンド磁石）の平均密度）に比例する（但し飽和磁化Ｍｓ、配向度Ｒｓは一定である）。上述したように磁極面積を一定とした環状ボンド磁石において、希土類元素使用量削減のためにボンド磁石を薄肉化すると、同時に長尺化による指数関数での
密度低下を引き起こす。したがって、当該ボンド磁石の残留磁化Ｍｒ、加えて、（１／４）Ｍｒ２に比例する最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘも低下し、磁石特性の低下を招来する。
【００２０】
このように、希土類−鉄系ボンド磁石を適用した高性能径方向空隙型小型モータ、アクチュエータの回転性能（すなわち磁石特性）を維持しながら、従来技術を用いてＮｄ、Ｐｒなど軽希土類元素使用量を直接削減すること（磁石の薄肉化）は、極めて困難であるとされている。
本発明はこうした課題に対し、ボンド磁石の薄肉化・長尺化にあっても高い磁気特性を維持する磁石の提供を意図しなされたものである。
以下、本発明を更に詳しく説明する。
【００２１】
［擬似球状磁石コンパウンド］
先ず、本発明の擬似球状磁石コンパウンドについて説明する。
本発明の擬似球状磁石コンパウンドは、常温で固体であり、かつ降伏応力を持つ流動性を具えた、すなわち降伏応力を越える（圧縮）圧力によって塑性変形（流動）を引き起こす性質［ビンガム流動（降伏応力をもつ流動）する性質］が付与された樹脂組成物成分と磁石成分とを含み、球近似の顆粒から成る。
【００２２】
上記顆粒は、平均アスペクト比ＡＲａｖｅ（ただし、ＡＲａｖｅは、走査電子顕微鏡で撮影された顆粒像において、その像の最長径をａ、その最長径に垂直な最大径をｂとしたときの比ｂ／ａの平均値を表す）が０．７以上である。
また該顆粒は、乾式篩法（JIS Z 8815）に基づく測定にて、最大粒子径が１ｍｍ未満であり、好ましくは９００μｍ未満である。
上記擬似球状磁石コンパウンド（顆粒）を用いて、とくに、環状成形型キャビティを用いて該擬似球状球状磁石コンパウンドを圧縮し、所定形状の環状グリーンコンパクトとする場合、環状グリーンコンパクトの周方向の密度分布を均質化させるために、環状グリーンコンパクトの外半径をｒ１、内半径をｒ２としたとき、上記擬似球状磁石コンパウンドの最大粒子径を（ｒ１−ｒ２）×０．８未満の値とすることが望ましい。
【００２３】
上記のような本発明の擬似球状磁石コンパウンドは、例えば、先ず常温で固体であり且つ降伏応力以上の圧縮圧力で塑性流動する樹脂組成物成分を溶融状態とし、溶融下で磁石成分と混練し、これらの均質な混練物とした後、常温まで冷却する。次に、例えば一軸高速剪断式粉砕機などの粗粉砕機と分級機とを併用し、前述の平均アスペクト比ＡＲａｖｅと最大粒子径の数値範囲を満足するよう、常法による粉砕機と分級機を調整し、本発明にかかる擬似球状磁石コンパウンドを得る。
【００２４】
前述した一軸高速剪断式粉砕機の基本構造は、例えば、粉砕室に回転刃、固定刃が備えられ、該粉砕室（回転刃）の下部にスクリーンを備えている。本発明にかかる常温で固体、かつ降伏応力以上の圧縮圧力で塑性流動する樹脂組成物成分と磁石成分より構成した混練物を粉砕室の上部から供給すると、該混練物は回転刃の回転によって回転刃とスクリーンとの空間に引込まれる。そして回転刃と固定刃との間に作用する剪断力が該混練物への主破砕力となって該混練物は破砕される。同時に回転刃の回転によって高速で巻上げられた粗破砕混練物は粉砕室内を飛行し、粗破砕混練物相互、あるいは粉砕室内壁との衝突を繰返しながら、次第に細かく破砕されてゆく。なお、粗破砕混練物が粉砕室内壁などと衝突する際、該粗破砕混練物は衝撃力を受ける。このとき、降伏応力以上の圧縮圧力で塑性流動する樹脂組成物成分は該衝撃力により塑性変形し、該素破砕混練物を略球状に変える作用がある。そして、スクリーンの開目孔径以下の粒度に達した略球状粗破砕混練物は、スクリーンを通過して下方に排出される。なお、スクリーンの開目孔径の選択によって排出粒度を設定することができる。また、篩振動式分級機などの常法により微粉砕混練物を
除去して、一定の粒度範囲に制御した擬似球状磁石コンパウンドとすることが望ましい。
【００２５】
上記のような本発明にかかる擬似球状磁石コンパウンド（顆粒）において、走査電子顕微鏡で撮影された顆粒像において、その像の最長径をａ、その最長径ａに垂直な最大径をｂとしたときの比ｂ／ａの平均値で定義される平均アスペクト比ＡＲａｖｅは０．７以上である。なお平均アスペクト比ＡＲａｖｅは、擬似球状磁石コンパウンド（顆粒）をランダムに採取し、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像（約３０個の区画内より）より該顆粒を３０個選択し、それぞれの最長径ａ及び最長径ａに垂直な最大径ｂを測定して比ｂ／ａを求め、これらの平均値としたものである。
このように、０．７以上の平均アスペクト比ＡＲａｖｅを有する顆粒は、球状に近い形状（本発明において擬似球状と称する）を有し、このような本発明にかかる擬似球状磁石コンパウンドは、該表面に脂肪酸金属石鹸などの微粉末を付着させることなく、傾斜面では自重で転がる程の流動性を備えている。
【００２６】
［希土類−鉄系ボンド磁石］
次に、上記のような本発明の擬似球状磁石コンパウンドを用いた希土類−鉄系ボンド磁石について説明する。
本発明にかかる希土類−鉄系ボンド磁石は、成形型キャビティに所定の量を充填した前述の擬似球状磁石コンパウンドに対して、常温で、該擬似球状磁石コンパウンドを構成する樹脂組成物成分が有する降伏応力以上の一軸の圧縮圧力を加えて、所定の形状のグリーンコンパクトとし、然る後、当該グリーンコンパクトの樹脂組成物成分を熱硬化させたものである。
【００２７】
さて従来より、たとえば、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ化学量論組成に近い合金組成を有するＮｄ１２Ｆｅ７７Ｃｏ５Ｂ６溶湯合金を片ロール法により急冷凝固した磁石薄片を、エポキシ樹脂組成物と共に湿式混合した後グラニュール（造粒品）とし、そのグラニュールを常温で圧力１ＧＰａ程度で特定形状に圧縮し、その後、当該エポキシ樹脂組成物を熱硬化して得た密度６．１３Ｍｇ／ｍ３の希土類−鉄系ボンド磁石において、磁石薄片の体積分率が８０．５ｖｏｌ．％、エポキシ樹脂組成物の体積分率が８．３ｖｏｌ．％、残留空隙の体積分率が１１．２ｖｏｌ．％であるとの報告がある。
上記のように、従来の熱硬化性樹脂組成物（常温で圧縮圧力を加えても塑性流動を呈さないエポキシ樹脂組成物）と磁石成分より調製したグラニュールは、上記のような緻密化過渡（圧縮）において、その初期では、グラニュール（グラニュールを構成する磁石薄片）は脆性破壊を伴わずに変位し、その安定位置をとる。次の段階になるとグラニュール（グラニュールを構成する磁石薄片）は圧縮圧力を受けて脆性破壊を起こし、分離しながら周囲の間隙を埋めて緻密化する。また、同時に、その一部は回転して圧力軸方向へ積層するようになる。ここでグラニュール（グラニュールを構成する磁石薄片）相互の位置関係は、ほぼ安定する。勿論、圧縮圧力が小さければ、グラニュール（グラニュールを構成する磁石薄片）の脆性破壊と間隙充填の程度も小さい。よって、グリーンコンパクトの密度も小さくなる。
【００２８】
これに対し、本発明においては、前述の常温で固体且つ降伏応力以上の圧縮圧力で塑性流動する樹脂組成物成分と磁石成分とから構成される擬似球状磁石コンパウンド（顆粒）を、常温にて該樹脂組成物が有する降伏応力以上の一軸の圧力を加えることにより、緻密化過渡（圧縮）の初期ではコンパウンド相互が密着し、続いて緻密化過渡（圧縮）の降伏応力以上で前記磁石成分の脆性破壊と同時に前記樹脂組成物が塑性変形（流動）し、それらの相互作用によって擬似球状磁石コンパウンド周辺の間隙が埋められ、空隙が減少する過程を経る。また同時に、擬似球状磁石コンパウンド（磁石薄片）の一部は回転して圧力軸方向へ積層するようになる。ここで塑性変形を伴った擬似球状磁石コンパウンド（磁石薄片）相互の位置関係がほぼ安定する。その結果、こうして得られた特定形状のグリーン
コンパクトは残留空隙が極めて少ないものとなり、然る後、樹脂組成物成分を熱硬化し、本発明にかかる希土類−ボンド磁石となる。
【００２９】
以上のように、本発明にかかる希土類−鉄系ボンド磁石は、グリーンコンパクトの圧縮圧力による緻密化過渡（圧縮）段階において、擬似球状磁石コンパウンドを構成する樹脂組成物成分の塑性流動による変形作用によって、該擬似球状磁石コンパウンドの間隙が埋められてなるものである。このような作用効果により、本発明にかかる希土類−鉄系ボンド磁石、或いはその完成前材料であるグリーンコンパクトにおいて、磁石成分の体積分率Ｖｍａｇを７９．０ｖｏｌ．％以上、樹脂組成物成分の体積分率Ｖｒｅｓｉｎを１８．０ｖｏｌ．％以下、残留空隙の体積分率Ｖｖｏｉｄを３．０ｖｏｌ．％以下（但し、前記磁石成分、樹脂組成物成分及び残留空隙の体積分率の合計は１００ｖｏｌ．％である）とすることができる。
このような残留空隙の低減（残留空隙の体積分率Ｖｖｏｉｄの減少）は、当該残留空隙に取込まれ得る酸素や水分の減少を意味し、ひいてはこうした酸素等による希土類磁石材料の腐食、組織変化を抑制できる。すなわちこのような当該ボンド磁石の内部構造の改変は、本質的な耐候性の向上を意味する。従って、例えば、外部磁界Ｈｍ２．４ＭＡ／ｍでの常温における残留磁化Ｍｒが０．７４Ｔ以上、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが９０ｋＪ／ｍ３以上を達成することにより、優れた耐候性と磁気特性とを兼ね備えた環状希土類−鉄系ボンド磁石とすることができる。
【００３０】
次に、本発明にかかる希土類−鉄系ボンド磁石について図を用いて説明する。図１に本発明にかかる環状グリーンコンパクト形成過程（緻密化過渡）における断面モデルを示す。
図１中の符号は、それぞれ、本発明にかかる擬似球状磁石コンパウンド（環状グリーンコンパクト）１、環状成形型キャビティの内周面に位置するセンターコア２、キャビティ外周面に位置するダイ３、加圧パンチ４、擬似球状磁石コンパウンド（環状グリーンコンパクト）１が接するダイ３のキャビティ内壁１３を示す。またｒ１は環状グリーンコンパクトの外半径、ｒ２は同内半径、μは本発明にかかる擬似球状磁石コンパウンド１を加圧パンチ４を介して一軸の圧縮圧力Ｐ０で圧縮したときのキャビティ壁面１３との間に生じる摩擦係数、ｋは軸方向から径方向への圧力変換定数、ｄ０は圧縮軸方向の加圧側端部における（すなわち加圧パンチ直下の）環状グリーンコンパウンドの密度、Ｌは圧縮軸方向の加圧側（加圧パンチ側）端部からの距離を示す。
【００３１】
ここで、環状グリーンコンパクトの圧縮軸方向の加圧側端部（加圧パンチ）からの距離Ｌにおける密度をｄとし、圧力Ｐと密度ｄとがｄ∝Ｐなる関係にあると仮定すれば、前述の式（３）より密度ｄの関数を求めると下記式（４）で表すことができる。
【数４】
2014107429.tif 000006
上記式（４）は、一般に、磁石コンパウンド（環状グリーンコンパクト）中、加圧側端部からの距離Ｌにおける密度ｄが、加圧パンチからの距離Ｌに対して指数関数で減少することを示している。
ここで本発明にかかる環状グリーンコンパクトにおいては、式（４）で表される指数関数曲線に一致する程度を示す相関係数Ｒ２が０．６未満であり、且つ（Ｌ／（ｒ１−ｒ２））が２０以下の範囲、また（μ・ｋ）値が０．０００５未満を満たすものである。これは、加圧パンチからの距離Ｌ、磁石の肉厚（ｒ１−ｒ２）に対して、指数関数近似が成立せず、かつ（Ｌ／（ｒ１−ｒ２））が２０以下の薄肉長尺化をした場合においても、摩擦係数と圧力変換定数（μ・ｋ）値が従来技術の１／１０以下となることを意味する。
つまり、本発明にかかる環状の希土類−鉄系ボンド磁石は、薄肉長尺化にあっても、圧力軸方向の密度が大きく減衰することなく、均質化することを意味している。加えて、本
発明にかかる擬似球状磁石コンパウンドは、環状グリーンコンパクトの外半径をｒ１、内半径をｒ２としたとき、当該擬似球状磁石コンパウンドの最大粒子径を（ｒ１−ｒ２）×０．８未満とし、環状成形型キャビティ周方向への均質な充填を実現している。したがって、本発明にかかる環状グリーンコンパクト（そして得られる希土類−鉄系ボンド磁石）は、薄肉長尺化した場合においても、周方向、軸方向ともに均質な密度分布を実現してなる。
【００３２】
［樹脂組成物成分］
次に、本発明にかかる擬似球状磁石コンパウンドを構成する樹脂組成物成分について説明する。前記樹脂組成物として、具体的には不飽和ポリエステルアルキドのアリル系共重合性単量体との常温で固体の完溶物であり、降伏応力をもつ流動性を具えた不飽和ポリエステル樹脂組成物と、有機過酸化物とを含む熱硬化性樹脂組成物を挙げることができる。
【００３３】
前述の不飽和ポリエステルアルキドは、ジカルボン酸成分とグリコール（ジオール）成分からなる。
【００３４】
前記ジカルボン酸成分は、フタル酸とフマル酸とからなることが好ましく、フタル酸またはその誘導体と、フマル酸を原料として用いる。なお、以降の本明細書において「フタル酸」なる記載には「フタル酸又はその誘導体」の意味が含まれる。フマル酸の代わりに例えば仮に無水マレイン酸またはマレイン酸を用いた場合、常温で耐ブロッキング性に優れた前述の擬似球状磁石コンパウンドが得られない。
フタル酸／フマル酸の使用割合は５／５〜１／９、とくに４／６〜２／８（モル比）が好ましい。
【００３５】
前記グリコール成分は、１，４−ブタンジオール単独、もしくは１，４−ブタンジオールと他のグリコールとを併用することが好ましい。このとき、１，４−ブタンジオール／他のグリコールの割合は７／３〜１０／０、とくに８／２〜９．５／０．５（モル比）であることが好ましい。
１，４−ブタンジオールと併用される他のグリコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロピル−２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロパネート、水素化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド付加物を挙げることができる。ここで、他のグリコール成分として好ましくは、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジプロピレングリコールである。
【００３６】
ここで、ジカルボン酸成分のフタル酸／フマル酸のモル比が５／５〜１／９の範囲にあっても、グリコール成分である１，４−ブタンジオール／他のグリコールのモル比が７／３より小さい（１，４−ブタンジオールのモル比が７を下回る）場合は常温で耐ブロッキング性に優れた擬似球状磁石コンパウンドを得ることができない。
また、ジオール成分の１，４−ブタンジオール／他のグリコールのモル比が７／３〜１０／０の範囲にあっても、ジカルボン酸成分であるフタル酸／フマル酸のモル比が５／５より大きい場合（フタル酸のモル比が５を超える）、または、１／９より小さい場合（フタル酸のモル比が１を下回る）場合においては、常温で耐ブロッキング性に優れた擬似球状磁石コンパウンドは得られるものの、後に得られる希土類−鉄系ボンド磁石の熱機械的特性が十分なものとはならない。
【００３７】
本発明にかかる不飽和ポリエステルアルキドの融点は８０〜１２０℃が好ましい。８０℃より低い場合は、常温で耐ブロッキング性に優れた擬似球状磁石コンパウンドとならな
いばかりか、均質な擬似球状磁石コンパウンドすら得ることができない。また、融点が１２０℃より高い場合は、常温で耐ブロッキング性に優れた擬似球状磁石コンパウンドが得られるものの、常温で１ＧＰａ以下の圧縮圧力での塑性変形（流動）性、すなわちビンガム流動（降伏応力をもつ流動）性が減少するので好ましくない。
【００３８】
本発明にかかるアリル系共重合性単量体としては、例えばジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレート、ジアリルオルソフタレートなどの２官能性単量体、あるいはトリアジン環化合物であるトリアリルイソシアヌレートなどの３官能性単量体などが挙げられる。これらは１種単独で使用され得、また２種以上を併用することで、降伏応力をもつ流動性を調整することも可能である。
【００３９】
とくに、前記熱硬化性樹脂組成物としては、フタル酸とフマル酸をモル比でフタル酸／フマル酸＝５／５〜１／９にて含むジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオールと他のグリコールをモル比で１，４−ブタンジオール／他のグリコール＝７／３〜１０／０にて含むグリコール成分とから構成され、融点８０〜１２０℃、酸価２０以下の不飽和ポリエステルアルキドのトリアリルイソシアヌレート溶液（完溶物）が好適である。なお、アリル系共重合性単量体の濃度を変えることにより、後述するように本発明にかかる擬似球状磁石コンパウンドの圧力による塑性流動特性を最適化することができる。
【００４０】
前記不飽和ポリエステルアルキド（Ａ）と前記アリル系共重合性単量体（Ｂ）の割合（濃度）は、質量比でＢ／（Ａ＋Ｂ）＝５〜４０ｗｔ．％である。たとえば、アリル系共重合性単量体（Ｂ）の濃度が５ｗｔ．％未満のときは、粘着性のないコンパウンドが得られるものの、常温で１ＧＰａ以下での塑性変形能（流動）が低下する（ビンガム流動性が減少する）ので好ましくない。また、アリル系共重合性単量体（Ｂ）の濃度が４０ｗｔ．％を越えると、後に調製するグリーンコンパクトの圧環強度（剛性）が低下するので好ましくない。
【００４１】
本発明にかかる不飽和ポリエステル樹脂組成物の重合開始剤としては、有機過酸化物を例示できる。有機過酸化物としてはメチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエートなどを挙げることができる。
【００４２】
さらに、本発明にかかる樹脂組成物には、重合禁止剤としてｐ−ベンゾキノン、ナフトキノン、ｐ−トルキノン、２，５−ジフェニル−ｐ−ベンゾキノン、２，５−アセトキシ−ｐ−ベンゾキノン、ハイドロキノン、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ハイドロキノンモノメチルエーテルなどを配合することができる。これらの重合禁止剤は２種以上を混合して使用することもできる。なお、重合禁止剤を使用する場合、その使用量は、本発明にかかる常温で固体の不飽和ポリエステル樹脂組成物（前記不飽和ポリエステルアルキドと前記アリル系共重合性単量体）の合計質量１００質量部に対して０．５質量部以下である。
【００４３】
以上のように、本発明にかかる樹脂組成物成分（熱硬化性樹脂組成物）は特定原料を用いた不飽和ポリエステル樹脂組成物（不飽和ポリエステルアルキドとアリル系共重合性単量体の完溶物）、有機過酸化物、必要に応じて、重合禁止剤、あるいはカップリング剤、酸化防止剤、滑剤、さらにはフュームドシリカのような増粘剤などを適宜添加することができる。
【００４４】
［希土類−鉄系磁石薄片］
次に、本発明にかかる擬似球状磁石コンパウンドを構成する磁石成分について説明する。
本発明にかかる磁石成分としては、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石（但しＲはＹを含むＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ等の希土類元素）または前記磁石においてＦｅの一部をＣｏで置換したＲ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂ系磁石（但しＲは前述の意味を表す）、あるいはＳｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｐ、Ｃの１種または２種以上の組み合わせを用いたＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｍ系磁石またはＲ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂ−Ｍ系磁石（但しＲは前述の意味を表し、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｇａ、Ｐ、Ｃの１種または２種以上の組み合わせを表す）と不可避不純物とからなる合金組成を有するＲ２Ｆｅ１４Ｂ、Ｒ２Ｆｅ（Ｃｏ）１４Ｂナノ結晶組織（nanocrystalline）、またはαＦｅとＲ２Ｆｅ１
４Ｂ、Ｒ２Ｆｅ（Ｃｏ）１４Ｂとのナノ複合組織（nanocomposite）（前記Ｒは前述の意
味を表す）を含む、磁気的に等方性の希土類−鉄系急冷凝固薄片が好ましい。
これらの中でもより好ましいものとして、Ｐｒ２Ｆｅ１４Ｂ結晶粒を２０〜３０ｎｍ、αＦｅ結晶粒を約１５ｎｍに微細化し、残留磁化Ｍｒが１．１７Ｔ、保磁力ＨｃＪが０．６４ＭＡ／ｍ、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが１８０．７ｋＪ／ｍ３の優れた磁気特性を持つ、αＦｅ／Ｒ−ＴＭ−Ｂ系急冷凝固薄片（ここでのＲは希土類元素、ＴＭはＦｅまたはＦｅの一部をＣｏで置換した遷移金属元素を意味する）などを挙げることができる。
【００４５】
或いは、本発明にかかる磁石成分は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石、または、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｇａ、Ａｌ、ＴａおよびＣの１種または２種以上の組合せを用いたＳｍ−Ｆｅ−Ｍ’−Ｎ系磁石（但しＭ’はＨｆ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔi、Ｇａ、Ａｌ、Ｔａ
およびＣの１種または２種以上を表す）と、不可避不純物とからなる合金組成を有するＳｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ（ｘ≒３）ナノ結晶組織（nanocrystalline）またはαＦｅとＳｍ２Ｆ
ｅ１７Ｎｘ（ｘ≒３）とのナノ複合組織（nanocomposite）を含む、磁気的に等方性の希
土類−鉄系急冷凝固薄片を挙げることができる。
これらの中でもとくに好適な磁石成分としては合金組成（Ｓｍ０．７Ｚｒ０．３）（Ｆｅ０．７Ｃｏ０．２）９Ｂ０．１Ｎαを急冷凝固したのち、窒素浸入型金属間化合物としたＳｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ結晶粒、ならびにαＦｅ結晶粒を、約１０〜３０ｎｍに微細化した、残留磁化Ｍｒが１．０７Ｔ、保磁力ＨｃＪが０．６４ＭＡ／ｍ、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが１８０ｋＪ／ｍ３の優れた磁気特性をもつ、αＦｅ／Ｒ−ＴＭ−Ｎ系急冷凝固薄片（ここでのＲは希土類元素、ＴＭはＦｅまたはＦｅの一部をＣｏで置換した遷移金属元素を意味する）などがある。
【００４６】
なお、上記のような本発明にかかる環状グリーンコンパクトを１９０〜２００℃に加熱した円筒（例えば環状の鉄ヨーク）に該環状グリーンコンパクトの外周面が該円筒の内周面に接するように装填し、そして当該環状グリーンコンパクトの径方向の膨張を拘束して少なくとも２０秒以上保持しながら、当該樹脂組成物成分を熱硬化させることにより、内外径の真円度、同芯度などの寸法精度が極めて高精度であるヨーク一体型の希土類−鉄系ボンド磁石とすることができる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４８】
［擬似球状磁石コンパウンドの調製］
＜実施例１の樹脂組成物成分＞
撹拌機、留出管、窒素ガス導入管および温度計を付した反応容器に１，４−ブタンジオ
ール１００ｍｏｌ％、テレフタル酸ジメチル４０ｍｏｌ％を仕込んだ。触媒として、全酸成分（テレフタル酸ジメチル及び後述のフマル酸）に対してチタン酸テトラ−ｎ−ブトキシドを０．０２ｍｏｌ％、三酸化アンチモン０．０３ｍｏｌ％を仕込んだ。１４０℃まで内温を上げ、さらに、２００℃まで１．５時間かけて昇温し、メタノールを留出させることによりエステル交換を行った。次いで１６０℃まで内温を下げ、フマル酸６０ｍｏｌ％およびハイドロキノン１５０ｐｐｍ（対フマル酸の仕込み量［質量］比）を仕込み、窒素ガスを３００ｍＬ／分で流しながら１５５℃まで内温を上げ、２．０時間かけて内温を１６０℃に昇温し、さらに２．５時間かけて２１０℃まで昇温し、同温度で５．５時間反応を続行した。なお反応時間中、後半４．０時間は窒素流量を６８０ｍＬ／分に増加した。反応終了後、反応生成物（プレポリマー）を吐出し、冷却結晶化後ヘンシェルミキサーを用いて粉砕し、下記構造を有する常温で固体の不飽和ポリエステルアルキドを得た。
【化１】
2014107429.tif 000007
得られた不飽和ポリエステルアルキドにおいて、酸成分及びグリコール成分の使用量は以下のとおりである。酸成分：フタル酸／フマル酸＝４／６（モル比）、グリコール成分：１，４−ブタンジオール／他のグリコール＝１０／０（モル比）。
【００４９】
上記得られた不飽和ポリエステルアルキドは酸価は７．５ＫＯＨｍｇ／ｇ（不飽和ポリエステルアルキド１ｇをクロロホルム２５ｍＬに溶解し、１／１０規定水酸化カリウム−エタノール溶液で滴定）、融点１０２℃、ＧＰＣ（Gel Permeation Chromatography）で
測定した数平均分子量（Ｍｎ）は７，９００（測定温度４０℃、溶媒：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ））であった。
【００５０】
また別に、アリル系共重合性単量体として下記構造を有する融点２３〜２７℃のトリアリルイソシアヌレートを準備した。
【化２】
2014107429.tif 000008
【００５１】
上述の不飽和ポリエステルアルキド７５質量部、上記トリアリルイソシアヌレート２５質量部を９０〜１００℃にて溶融混練し、完溶物（不飽和ポリエステル樹脂組成物）とした（配合比：Ｂ／（Ａ＋Ｂ）＝２５ｗｔ．％）。前記完溶物１００質量部に対し、重合開始剤としてジクミルパーオキサイド１．５質量部、および増粘剤としてフュームドシリカ１．５質量部を加えて、９０〜１００℃にて溶融混練し、本発明にかかる常温で固体であり、かつ降伏応力以上で塑性流動する樹脂組成物成分を調製した。
なお、得られた樹脂組成物の熱硬化後のアルキメデス法による真密度は１．２５Ｍｇ／ｍ３であった。
【００５２】
＜比較例１の樹脂組成物成分＞
一方、比較例１の樹脂組成物成分として、常温で固体のエポキシ樹脂組成物を用いた。具体的にはジグリシジルエーテルビスフェノールＡ型エポキシオリゴマー（数平均分子量Ｍｎ＝１，０４０）とメチルエチルケトンオキシムにてイソシアナート基をブロックした４−４’ジフェニルメタンジイソシアナート再生体とを、エポキシオリゴマーの分子鎖内
ヒドロキシ基と再生体のイソシアナート基との当量比：ＯＨ／ＮＣＯ＝１にて配合したものを用いた。
なお、比較例１の樹脂組成物成分の熱硬化後のアルキメデス法による真密度は１．１６Ｍｇ／ｍ３であった。
【００５３】
＜磁石成分＞
実施例１及び比較例１のいずれも、磁石成分として、ナノ結晶組織（nanocrystalline
）の磁石薄片として、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ化学量論組成に近い合金組成を有するＮｄ１２Ｆｅ７７Ｃｏ５Ｂ６溶湯合金を急冷凝固した真密度：７．５９Ｍｇ／ｍ３、粒子径：１５０μｍ以下（乾式篩法（JIS Z 8815）による測定）、残留磁化Ｍｒ：０．９０Ｔ、保磁力ＨｃＪ：０．７ＭＡ／ｍの磁石薄片を使用した。
【００５４】
＜実施例１の磁石コンパウンド＞
上記磁石成分を９７ｗｔ．％、本発明にかかる樹脂組成物成分を３ｗｔ．％とした混合物を、樹脂組成物成分の融点以上で無溶剤下にて溶融混練した。この溶融混練物を、粉砕室に回転刃（３枚、幅１５０ｍｍ）及び固定刃（１枚、幅１５０ｍｍ）を備え、かつ該粉砕室（回転刃）の下部に開目孔径２ｍｍおよび３ｍｍのスクリーンを備えた一軸高速剪断式粉砕機（回転刃は１５００ｒ・分−１）に投入した。そして、スクリーンを通過して下方に排出された粒状の粗破砕混練物を回収し、振動式篩分級機により分級した。
ここで開目孔径を３ｍｍに設定すると、粒状の粗破砕混練物の最大粒子径は１，１６０μｍ以下となるものの、粉砕を繰返しても８５０μｍ以下のものは殆ど得られなかった。しかし、開目孔径を２ｍｍに設定すると、最大粒子径が８５０μｍ以下の粒状の粗破砕混練物、すなわち最大粒子径１ｍｍ以下の（擬似）球状磁石コンパウンドを得ることができた。このように、スクリーンの開目孔径の選択をすることで、工業的手法により、所望の粒子径（例えば後述する環状のグリーンコンパクトとしたときの外半径をｒ１、内半径をｒ２としたとき、（ｒ１−ｒ２）×０．８未満を満たす粒子径）を有する球状磁石コンパウンドを収率よく得られることを確認した。
【００５５】
＜比較例１の磁石コンパウンド＞
一方、比較例１では、まず上記磁石成分を９７．５ｗｔ．％、エポキシ樹脂をベースとした比較例の樹脂組成物成分を２．５ｗｔ．％となるようそれぞれ秤量した。そして前記樹脂組成物成分を濃度５０ｗｔ．％のメチルエチルケトン溶液とし、次いで、前記磁石成分と常温で湿式混合したのち、当該混合物を９０℃に加熱して溶媒を除去し、然る後、常温で固体の塊状物とした。続いて、この塊状混合物を一軸高速剪断式粉砕機に投入して、開目孔径が４ｍｍのスクリーンを通過させ、下方に排出された粗破砕混合物を回収し、さらに振動式篩分級機により分級した。
比較例の場合には、開目孔径を４ｍｍに設定することにより、粒子径がほぼ５００μｍ以下である磁石コンパウンドとなった。
【００５６】
図２に上記実施例１で得られた本発明にかかる粒子径７１０〜２５０μｍの球状磁石コンパウンド、上記比較例１で得られた粒子径３５５〜５３μｍの磁石コンパウンドの累積粒度分布を示す特性図を示す。実施例１の平均粒子径Ｄｐ５０は６００μｍ、比較例１のＤｐ５０は１９０μｍであった。
【００５７】
図３に、上記実施例１で得られた本発明にかかる平均粒子径Ｄｐ５０：６００μｍの擬似球状磁石コンパウンド（図３（ａ））及び比較例１で得られた平均粒子径Ｄｐ５０：１９０μｍの磁石コンパウンド（図３（ｂ））の走査電子顕微鏡像を示す。
また表１に、図３（ａ）の本発明にかかる実施例１の擬似球状磁石コンパウンド、並びに図３（ｂ）の比較例１の磁石コンパウンドにおける平均アスペクト比ＡＲａｖｅを示す。ここで平均アスペクト比ＡＲａｖｅは、走査電子顕微鏡像（図３参照）において、各磁
石コンパウンドの最長径をａ、ａに垂直な最大径をｂとしたときのｂ／ａ値（アスペクト比）の、標本数３０の平均値として算出したものである。表１に示すように、比較例１の平均アスペクト比ＡＲａｖｅは０．３であり、コンパウンドの形状が扁平状であるのに対して、実施例１の平均アスペクト比ＡＲａｖｅは０．７であり、得られたコンパウンドが球状に近い形状（擬似球状）であることが確認された。
【表１】
2014107429.tif 000009
【００５８】
このように、実施例１の磁石コンパウンドは、本願請求項１にて規定する常温で固体でありかつ降伏応力をもつ流動性を具えた樹脂組成物成分と磁石成分とを含みて構成される球近似の顆粒からなる擬似球状磁石コンパウンドであって、平均アスペクト比ＡＲａｖｅが０．７以上（ただし、ＡＲはａｖｅは、走査電子顕微鏡で撮影された顆粒像において、その像の最長径をａ、最長径ａに垂直な最大径をｂとしたときの比ｂ／ａの平均値を表す）、最大粒子径が１ｍｍ未満である、本発明の第１の要件にかかる球状磁石コンパウンドであった。
【００５９】
［円柱グリーンコンパクトの製造］
前述の工程で得られた本発明にかかる実施例１の擬似球状磁石コンパウンド３．３ｇを、円柱状の成形型キャビティ（内径１０．０７ｍｍ）に充填し、常温で圧力０．５０〜１．０ＧＰａの範囲で圧縮して、種々の圧縮応力による実施例１の円柱状のグリーンコンパクトを得た。また前述の比較例１の磁石コンパウンドを用いて、同様の手順にて、比較例１の円柱状のグリーンコンパクトを得た（圧縮圧力：０．１０〜１．０ＧＰａ）。尚以降、実施例１の擬似球状磁石コンパウンド又は比較例１の磁石コンパウンドを用いて製造した各成形体（グリーンコンパクト、ボンド磁石）を「実施例１」「比較例１」と称し区別する。
【００６０】
図４は、実施例１及び比較例１の各円柱状グリーンコンパクトにおける残留空隙量Ｖｖｏｉｄと圧縮圧力Ｐ０の関係を示す特性図である。
ここで、残留空隙の体積分率ＶｖｏｉｄはＶｖｏｉｄ＝１００−Ｖｍａｇ−Ｖｒｅｓｉｎから算出した。ただし、ＶｍａｇはＭｒｍａｇ／Ｍｒｆｌａｋｅであり、Ｖｍａｇ、Ｖｒｅｓｉｎ、Ｍｒｍａｇ、およびＭｒｆｌａｋｅは、それぞれ、密度７．５９Ｍｇ／ｍ３とした磁石成分の体積分率、密度１．２５Ｍｇ／ｍ３（比較例は１．１６Ｍｇ／ｍ３）とした樹脂組成物の体積分率、グリーンコンパクトの残留磁化、および磁石薄片の残留磁化
（０．９Ｔ）である。なお、グリーンコンパクトの残留磁化は、ＤＣ  Ｂ−Ｈトレーサ（測定磁界Ｈｍ±２．４ＭＡ／ｍ）により求めた値を、残留磁化の温度係数αを−０．１０５％／℃として補正した後の値である。
【００６１】
図４に示すように、実施例１では圧縮圧力Ｐ０の圧力範囲：０．９〜１．０ＧＰａにて残留空隙量が急激に減少し、Ｐ０＝１．０ＧＰａでは殆ど消滅する（図中の点線の円にて囲まれた箇所参照）のに対し、比較例１においてはこの圧力範囲において残留空隙量の変化は殆ど観測されず、Ｐ０＝１．０ＧＰａにおいて残留空隙は消滅しないとする結果となった。
このような残留空隙量の急激な減少は、本発明にかかる常温で固体であり且つ降伏応力以上の圧縮圧力で塑性流動する樹脂組成物成分と磁石成分とから構成される擬似球状磁石コンパウンド（顆粒）の緻密化過渡において明確に観測できるものであるが、樹脂組成物成分として従来の常温で固体、あるいは常温で液体のエポキシオリゴマーをベースとしたエポキシ樹脂を選択した場合には観測されないものであり、本発明の擬似球状磁石コンパウンドに特有な作用効果である。
【００６２】
図５は、本実施例で用いた磁石成分の粒度分布（平均粒子径）に対する、磁石成分の比表面積並びに圧縮圧力：１ＧＰａで圧縮した実施例１にかかるグリーンコンパクトにおける樹脂成分の厚さを示す特性図である。ここで磁石成分の比表面積は、Ｈｅガス吸着ＢＥＴ−１点法で求めた。また、グリーンコンパクトにおける樹脂成分の厚さ（樹脂層の厚さ）は、擬似球状磁石コンパウンド（顆粒）の比表面積（ｃｍ２／ｇ）をＢＥＴ法にて求め、これを樹脂組成物成分（比重を１．２ｇ／ｃｍ３とする）の配合比より樹脂量（体積：ｃｍ３）を求め、算出した値である。
図５に示すように、磁石成分の平均粒子径が減少するに伴い、磁石成分の比表面積は増大し、一方、樹脂層の厚さは減少する。
なお、本発明にかかる擬似球状磁石コンパウンドは、圧縮圧力：１ＧＰａで緻密化させる際、磁石成分は脆性破壊を伴うため、グリーンコンパクト中の磁石成分の平均粒子径は最終的に概ね１００μｍ程度となると推定でき、このときの樹脂成分の平均厚さは１〜２μｍ程度と推定される。
【００６３】
図６に、実施例１（図６（ａ））ならびに比較例１（図６（ｂ））にかかるグリーンコンパクトの構成の概念図を示す。図６（ｂ）に示すように、磁石内部に残留空隙が存在する（比較例１）と、該空隙に水分や酸素が取り込まれ易く、これらが緻密化した磁石内部の磁石薄片の酸化、腐食などの組織変化を促進する。したがって、図６（ａ）に示すように残留空隙を殆ど消滅できるという本発明特有の作用は、当該磁石の耐候性を向上させるという効果につながる。
【００６４】
［環状グリーンコンパクトの製造］
次に、実施例１の擬似球状磁石コンパウンド及び比較例１の磁石コンパウンドを用いて、種々の環状の成形型キャビティを用い、常温で圧縮して環状のグリーンコンパクトを得た。
図７は、図１に示した環状グリーンコンパクト形成過程（緻密化過渡）における断面モデルにおいて、外半径ｒ１を２５．３ｍｍ、内半径ｒ２を２４．４ｍｍ、または２３．９ｍｍとし、加圧パンチからの距離（長さ）をＬとしたとき、Ｌ／（ｒ１−ｒ２）と環状グリーンコンパクトの加圧パンチからの距離Ｌにおける密度ｄとの関係を示す特性図である［なお、圧縮圧力Ｐ０は全て１ＧＰａ（図４の本発明例（実施例１）で示した残留空隙が殆ど消滅する圧力）である］。
また、図７において、プロット○は（ｒ１−ｒ２）＝１．４ｍｍ、●は（ｒ１−ｒ２）＝０．９ｍｍであるときの、本発明にかかる実施例１の擬似球状磁石コンパウンド（平均アスペクト比ＡＲａｖｅが０．７４、平均粒子径Ｄｐ５０が６００μｍ）から作製した環
状グリーンコンパクトの結果である。また、プロット□は（ｒ１−ｒ２）＝１．４ｍｍ、■は（ｒ１−ｒ２）＝０．９ｍｍであるときの、比較例１の磁石コンパウンド（平均アスペクト比ＡＲａｖｅが０．３３、平均粒子径Ｄｐ５０が１９０μｍ）の結果である。
【００６５】
図７に示すように、Ｌ／（ｒ１−ｒ２）に対する距離Ｌにおける密度ｄとの関係を前記式（４）、すなわちｄ＝ｄ０・ｅｘｐ［−（μ・ｋ）／（Ｌ／（ｒ１−ｒ２））］にフィッティングさせると、比較例１（□及び■）ではｄ＝６．０６ｅｘｐ［−０．００４３Ｌ／（ｒ１−ｒ２）］となった。このとき、相関係数Ｒ２は０．９８７８であり、回帰式はほぼ成立した。また、加圧パンチ直下の密度ｄ０は６．０６Ｍｇ／ｍ３であり、薄肉長尺化［（Ｌ／（ｒ１−ｒ２））の増加］により密度ｄ０は指数関数で減少し、その（μ・ｋ）値は０．００４３となった。
一方、上記のような薄肉長尺化により密度ｄ０が指数関数で減少する比較例１に対して、本発明例（実施例１）の結果（○及び●）を前記式（４）に当てはめると、ｄ＝６．０８ｅｘｐ［−０．０００４Ｌ／（ｒ１−ｒ２）］となり、加圧パンチ直下の密度ｄ０（６．０８Ｍｇ／ｍ３）は比較例（６．０６Ｍｇ／ｍ３）とほぼ同じ値であった。ただし、回帰式の相関係数Ｒ２は０．５９７７となり、薄肉長尺化［（Ｌ／（ｒ１−ｒ２））の増加］に対して密度ｄ０は指数関数で減少しないとする結果となった。また（μ・ｋ）値は０．０００４であり、比較例１に比べて１／１０程度の水準を示した。
【００６６】
このように、本発明の擬似球状磁石コンパウンドより構成した環状グリーンコンパクトにあっては、薄肉長尺化しても指数関数で密度が低下しないという、従来例にない特性を有する。したがって、このような本発明特有の作用は、磁極面積を一定とした環状希土類−鉄系ボンド磁石を薄肉長尺化することができ、ひいては、各種小型モータ、アクチュエータのＮｄ、Ｐｒなどの軽希土類元素使用量を直接削減できるという効果を奏する。なお、具体的な磁石の薄肉長尺化の設計については各種小型モータ、アクチュエータの設計思想に委ねることとなる。
【００６７】
図８は実施例１及び比較例１の各環状グリーンコンパクトにおける歪に対する圧環強度（応力を換算）との関係を示す特性図である。ただし、環状グリーンコンパクトの外半径ｒ１は４ｍｍ、内半径ｒ２は２．７５ｍｍ、長さＬは５．８ｍｍ、成形品（環状グリーンコンパクト）密度ｄｍ（実測値、謂わば環状グリーンコンパクトの平均密度）は６Ｍｇ／ｍ３であり、図中に示すＰは１０ｍｍ／分の定速度荷重である。
図８に示すように、実施例１の圧環強度、ならびに歪量は、それぞれ比較例１の２．２倍、１．６倍に達した。この大きな違いは、実施例１と比較例１のグリーンコンパクトが、先に示す図６（ａ）及び（ｂ）の概念図で示したような構成の本質的な相違点を有すること、並びに、本発明にかかる樹脂組成物成分が常温で固体であるものの、降伏応力以上で発現する塑性流動性が作用したためと考えられる。
このような本発明特有の作用は、薄肉長尺化した環状グリーンコンパクトのハンドリング性の維持確保に有利であるという効果を奏する。
【００６８】
［希土類−鉄系ボンド磁石］
本発明にかかる圧縮成形による希土類−鉄系ボンド磁石は、成形型キャビティに充填した本発明にかかる擬似球状磁石コンパウンドを、常温で降伏応力以上の圧縮圧力（１ＧＰａ）で所定形状のグリーンコンパクトとし、常法により、当該グリーンコンパクトの樹脂組成物成分を熱硬化するものであり、前述の手順で作製した実施例１及び比較例１の環状グリーンコンパクトを用いて、希土類−鉄系ボンド磁石を製造した。
図９（ａ）は本発明にかかる環状グリーンコンパクト（実施例１）を速度７．５℃／分で１１０℃から２００℃まで昇温したときの、温度に対する相対剛性率の関係を示す特性図である。また、図９（ｂ）は実施例１及び比較例１の環状グリーンコンパクトにおける、絶対温度の逆数とした硬化温度に対する自然対数で表した硬化時間（秒）の関係を示す
特性図である。
【００６９】
図９（ａ）に示すように、本発明にかかるグリーンコンパクトの硬化開始温度は約１３０℃であり、１８０〜２００℃の範囲が速硬化性領域であった。また、図９（ｂ）に示すように、本発明にかかるグリーンコンパクト（実施例１）は、１８０〜２００℃の温度範囲で１／Ｔ（Ｋ−１）と硬化時間（自然対数）との間に、直線関係が成立した。したがって、気体定数Ｒを１．９８７２ｃａｌ・ｍｏｌ−１・Ｋ−１と仮定して、本発明にかかるグリーンコンパクト硬化の活性化エネルギーΔＥを算出した。得られた結果を、対応する硬化時間とともに表２に示す。
【表２】
2014107429.tif 000010
【００７０】
表２に示すように、本発明にかかるグリーンコンパクト（実施例１）の活性化エネルギーΔＥは１５．９ｋｃａｌ・ｍｏｌ−１であり、対応する１９０〜２００℃での硬化時間ＣＰは３０秒以内であった。このように、表２及び図９（ｂ）の結果を参照すると、比較例に比べて極めて、実施例１のグリーンコンパクトが速硬化性であることが確認された。
【００７１】
この結果は、比較例１で使用した樹脂成分が比較的反応速度が遅い開環重合にて硬化するエポキシ樹脂組成物であるのに対し、本発明例である実施例１で使用した樹脂成分にあっては、トリアリルイソシアヌレートのような３官能性共重合性単量体と不飽和ポリエステルアルキドの不飽和基によるラジカル熱重合による硬化によるためといえる。なお図１０に、本発明にかかる樹脂組成物成分の硬化段階の架橋構造を示す概念図を示す。図中の点線で囲った円は架橋点、ならびに符号●は遊離ラジカルを示している。
【００７２】
本発明にかかる樹脂組成物成分は、未硬化段階では常温で固体であり、かつ降伏応力以上の圧縮圧力で塑性流動を呈する。加えて、本発明にかかる不飽和ポリエステル樹脂組成物は特定の原料で構成した不飽和ポリエステルアルキドとアリル系共重合性単量体との完溶物である。
一般に、共重合性単量体は、ビニル基（ＣＨ２＝ＣＨ−）を有する単量体と、アリル基（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−）を有する単量体に区分される。後者の単量体においてアリル基は、重合開始剤である過酸化物のラジカルにより活性化されても、共鳴構造によって安定化され（退化性連鎖移動反応〜Ｒ・+ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｘ→〜ＲＨ+ＣＨ２＝ＣＨ−・ＣＨ−Ｘ⇔・ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−Ｘ）、重合反応の連鎖反応が阻害される。この共鳴作用により、アリル基を有する単量体は常温域で重合不活性であり、後に調製するグリーンコンパクトの常温での保存安定性において有利となる。また、アリル系共重合性単量体は、何れも蒸気圧が高く、揮発し難い。すなわち、不飽和ポリエステル樹脂組成物を構成する共重合性単量体としてアリル系共重合性単量体を用いることにより、本発明の擬似球状磁石コンパウンドは、常温で本質的に優れた保存安定性を有する磁石コンパウンドとなる。他方、熱硬化段階では、速硬化性という工業的規模での生産に極めて優位な特徴をもち、かつ当該硬化物は、その不飽和結合の濃度による架橋密度やトリアジン環の導入による架橋間分子鎖の剛直化によって、耐熱性を自在に制御できるという特徴をも有する。
【００７３】
図１１は、２００℃での硬化時間（秒）に対する圧環強度の関係を示す特性図である。ただし、使用した環状グリーンコンパクトは、実施例１の擬似球状磁石コンパウンドを用いて作成したものであり、図１に示す環状グリーンコンパクト形成過程（緻密化過渡）における断面モデルにおいて、外半径ｒ１が２５．３ｍｍ、内半径ｒ２が２４．４ｍｍ、Ｌ／（ｒ１−ｒ２）が１４．４、圧縮圧力Ｐ０が１ＧＰａ、密度ｄｍが６．０５Ｍｇ／ｍ３のものである。また硬化時間は、２００℃に加熱した金属円筒の内径（内周面）に環状グリーンコンパクトを挿入するとともに直ちに該環状グリーンコンパクトの外径（外周面）を拘束し、金属円筒内壁からの熱伝導により、当該樹脂組成物成分を熱硬化した時間（金属円筒への環状グリーンコンパクトの挿入時間）である。
図１１に示すように、２００℃の硬化時間は１９．２秒となり、前記表２に示す相対剛性率の変化から求めた硬化時間とよく一致している。
【００７４】
上述の如く、２００℃にて３０秒間の硬化処理を為して得られる、本発明にかかる環状の希土類−ボンド磁石の内外径真円度（単位ｍｍ）、ならびに同芯度（単位ｍｍ）を示す特性表を表３に示す［図１の断面モデルにおいて、外半径ｒ１が２５．３ｍｍ、内半径ｒ２が２４．４ｍｍ、Ｌ／（ｒ１−ｒ２）が１４．４、圧縮圧力Ｐ０が１ＧＰａ、密度ｄｍが６．０５Ｍｇ／ｍ３］。
【表３】
2014107429.tif 000011
【００７５】
表３に示すように、外径真円度は平均値で１９μｍ、その９５％信頼区間（信頼限界）は６μｍ、内径真円度は平均値で２２μｍ、その９５％信頼区間（信頼限界）は７μｍ、同芯度は平均値で１５μｍ、その９５％信頼区間（信頼限界）は３μｍであり、大口径環状磁石を薄肉長尺化した場合においても、優れた寸法精度を維持、確保できるとする結果となった。
こうした結果からも、本発明は各種小型モータやアクチュエータに適用される環状希土類−鉄系ボンド磁石を薄肉長尺化しても高度な寸法精度を維持、確保できるという効果を奏する点が明らかとなった。
【００７６】
また図１２は、以上のような本発明にかかる密度６．０５Ｍｇ／ｍ３の希土類−鉄系ボンド磁石の２０℃における磁気ヒステリシスを示す特性図である。ただし、測定はＤＣＢ−Ｈトレーサ（測定磁界Ｈｍ±２．４ＭＡ／ｍ）による。図１２において残留磁化Ｍｒは０．７４Ｔ、保磁力ＨｃＪは０．８０ＭＡ／ｍ、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘは９２ｋＪ／ｍ３であった。
【００７７】
既に図７で示したように、本発明にかかる環状グリーンコンパクト、並びに該コンパクトから得られる環状希土類−鉄系ボンド磁石は、従来例とは異なり、薄肉長尺化した場合にあっても指数関数で密度低下を引き起こさない。このような本発明特有の作用は、磁極
面積を一定とした環状磁石を薄肉長尺化することで各種小型モータ、アクチュエータの希土類元素使用量を直接削減できるという効果を奏する。
例えば、表３に示す本発明にかかる環状の希土類−鉄系ボンド磁石［図１の断面モデルにおいて、外半径ｒ１が２５．３ｍｍ、内半径ｒ２が２４．４ｍｍ、Ｌ／（ｒ１−ｒ２）が１４．４、圧縮圧力Ｐ０が１ＧＰａ、密度ｄｍが６．０５Ｍｇ／ｍ３］の内面を１６極着磁したアウターロータにおいて、鉄心との空隙を０．３ｍｍとしたとき、そのｂａｃｋ−ＥＭＦは２２．３Ｖ（１５００ｒ・分−１）であった。
一方、比較例のボンド磁石、すなわち図１の断面モデルにおいて、外半径ｒ１が２５．３ｍｍ、内半径ｒ２が２３．９ｍｍ、Ｌ／（ｒ１−ｒ２）が９．２６、圧縮圧力Ｐ０が１ＧＰａ、密度ｄｍが５．８５Ｍｇ／ｍ３である磁石の内面を１６極着磁したアウターロータにおいて、鉄心との空隙を０．５ｍｍとしたとき、そのｂａｃｋ−ＥＭＦは２１．５Ｖ（１５００ｒ・分−１）であった。
また、上記本発明のボンド磁石と比較例のボンド磁石の体積（上記の断面モデルにおけるｒ１、ｒ２及びＬ／（ｒ１−ｒ２）の数値より算出）を比較すると、［本発明のボンド磁石］／［比較例のボンド磁石］＝０．６４となり、本発明のボンド磁石が従来（比較例）のボンド磁石と比べて３６％の体積減少を実現したとする結果となった。
このように本発明は、環状希土類−鉄系ボンド磁石を薄肉長尺化することによって、モータ性能を維持しながらＮｄ、Ｐｒなど希土類焼結磁石にとって必要不可欠な軽希土類元素の使用量を、例えば、３６％削減することができる。
【００７８】
以上の通り、本発明は、磁石材料の選択のみならず、コンパウンドの金型への充填性や、加圧成形時の圧力伝達性（密度均一性）を考慮し、より球形に近く、粒径の大きさが揃い、また流れ性の良い磁石コンパウンドを選択することで、磁気性能を維持しながら薄肉・長尺の磁石を均一密度にてまた量産性の良い成形を可能とする上述の磁石コンパウンドを実現したものである。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
圧縮成形により形成された従来の環状の希土類−鉄系ボンド磁石は、薄肉長尺化時に密度が指数関数で低下し、磁気特性、機械強度、寸法精度、耐候性が大きく劣化するという課題がある。本発明の擬似球状磁石コンパウンドを用いて作製した希土類−鉄系ボンド磁石にあっては、該磁石を薄肉長尺化しても密度が指数関数で低下せず、磁気特性、機械強度、寸法精度、耐候性が劣化しない。このため、各種高性能小型モータ、アクチュエータ磁石で不可欠な希土類使用量削減に直接寄与することができ、その産業上の利用価値は極めて高い。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・擬似球状磁石コンパウンド（環状グリーンコンパクト）
２・・・環状成形型キャビティの内周面に位置するセンターコア
３・・・キャビティ外周面に位置するダイ
４・・・加圧パンチ
１３・・・擬似球状磁石コンパウンド（環状グリーンコンパクト）１が接するダイ３のキャビティ内壁
【図２】
2014107429.tif 000012
【図４】
2014107429.tif 000013
【図５】
2014107429.tif 000014
【図７】
2014107429.tif 000015
【図８】
2014107429.tif 000016
【図１１】
2014107429.tif 000017
【図１２】
2014107429.tif 000018
【図１】
2014107429.tif 000019
【図３】
2014107429.tif 000020
【図６】
2014107429.tif 000021
【図９】
2014107429.tif 000022
【図１０】
2014107429.tif 000023