(57)【要約】      （修正有）【課題】高残留磁束密度かつ低保磁力を具備し、小さな外部磁界により磁力を可逆的に変化させることが可能である、可変磁束モータ用の可変磁力磁石として好適なＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石を提供する。【解決手段】主相を形成する化合物の組成が（Ｒ１−ｘＹｘ）２Ｔ１４Ｂ（ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの１種以上からなる希土類元素であり、ＴはＦｅまたはＦｅおよびＣｏを必須とする１種以上の遷移金属元素、０．２≦ｘ≦０．７）である主相粒子を含み、残留磁束密度Ｂｒが１．１Ｔ以上、保磁力ＨｃＪが４００ｋＡ／ｍ以下であり、残留磁束密度Ｂｒを０にするために要する外部磁界Ｈｅｘと保磁力ＨｃＪの比Ｈｅｘ／ＨｃＪが１．１０以下である。【選択図】図１
2015192041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成が（Ｒ１−ｘＹｘ）２Ｔ１４Ｂ（ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの１種以上からなる希土類元素であり、ＴはＦｅまたはＦｅおよびＣｏを必須とする１種以上の遷移金属元素、０．２≦ｘ≦０．７である主相粒子を含み、残留磁束密度Ｂｒが１．１Ｔ以上、保磁力ＨｃＪが４００ｋＡ／ｍ以下であり、残留磁束密度Ｂｒを０にするために要する外部磁界Ｈｅｘと保磁力ＨｃＪの比Ｈｅｘ／ＨｃＪが１．１０以下であることを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石。
【請求項２】
請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石を備える回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
正方晶Ｒ２Ｔ１４Ｂ化合物を主相とするＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅまたはその一部がＣｏによって置換されたＦｅ、Ｂはホウ素）は優れた磁気特性を有することが知られており、１９８２年の発明（特許文献１：特開昭５９−４６００８号公報）以来、代表的な高性能永久磁石である。
【０００３】
希土類元素ＲがＮｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｈｏ、ＴｂからなるＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は異方性磁界Ｈａが大きく永久磁石材料として好ましい。中でも希土類元素ＲをＮｄとしたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は、飽和磁化Ｉｓ、キュリー温度Ｔｃ、異方性磁界Ｈａのバランスが良く、資源量、耐食性において他の希土類元素Ｒを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石よりも優れているために広く用いられている。
【０００４】
民生、産業、輸送機器の動力装置として、永久磁石同期モータが用いられてきた。しかしながら、永久磁石による界磁が一定である永久磁石同期モータは、回転速度に比例して誘導電圧が高くなるため、駆動が困難となる。そのため、永久磁石同期モータは中・高速域および軽負荷時において、誘導電圧が電源電圧以上とならぬよう、電機子電流による磁束にて永久磁石の磁束を相殺させる弱め界磁制御をおこなう必要があり、結果としてモータの効率を低下させてしまうという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、外部から磁界を作用させることにより、磁力が可逆的に変化する磁石（可変磁力磁石）を用いた可変磁束モータが開発されている。可変磁束モータでは、中・高速域および軽負荷時において、可変磁力磁石の磁力を小さくすることによって、従来のような弱め界磁によるモータの効率低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−４６００８号公報
【特許文献２】特開２０１０−３４５２２号公報
【特許文献３】特開２００９−３０２２６２号公報
【０００７】
可変磁束モータでは、磁力が一定である固定磁石と、磁力を変化させることのできる可変磁石が併用される。可変磁束モータの高出力化および高効率化のためには、可変磁石から固定磁石と同等の磁束を取り出せることが求められる。一方、可変磁石はモータに組み込まれた状態にて印加可能な小さい外部磁場にて磁化状態を制御する必要がある。すなわち、高残留磁束密度と低保磁力という磁気的性質が可変磁石には要求される。
【０００８】
特許文献２にはＳｍ−Ｃｏ系永久磁石を可変磁石とした可変磁束モータが開示されており、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石を固定磁石とした構成により、モータ効率の改善が得られるとしている。しかしながら、可変磁石であるＳｍ−Ｃｏ系永久磁石の残留磁束密度Ｂｒは１．０Ｔ程度であり、固定磁石であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の残留磁束密度Ｂｒである１．３Ｔ程度に及ばないことから、モータ出力および効率の低下の原因となる。
【０００９】
特許文献３には希土類元素ＲとしてＣｅを必須としたＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石を可変磁石とした可変磁束モータが開示されており、固定磁石であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石と同等の構造であるＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石を可変磁石とすることにより、固定磁石と同等の残留磁束密度Ｂｒが可変磁石からも得られることが期待される。しかしながら、特許文献３では保磁力を可変磁石として好適な低い値に制御するために、希土類元素ＲとしてＣｅを必須としており、残留磁束密度Ｂｒが０．８０Ｔ〜１．２５Ｔ程度と、固定磁石であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の残留磁束密度Ｂｒである１．３Ｔ程度に及ばない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、幅広い回転速度域にて高い効率を維持できる可変磁束モータに好適な、高残留磁束密度、高角型性かつ低保磁力の可変磁石を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石は、組成が（Ｒ１−ｘＹｘ）２Ｔ１４Ｂ（ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの１種以上からなる希土類元素であり、ＴはＦｅまたはＦｅおよびＣｏを必須とする１種以上の遷移金属元素、０．２≦ｘ≦０．７）である主相粒子を含み、残留磁束密度Ｂｒが１．１Ｔ以上、保磁力ＨｃＪが４００ｋＡ／ｍ以下であり、残留磁束密度Ｂｒを０にするために要する外部磁界Ｈｅｘと保磁力ＨｃＪの比Ｈｅｘ／ＨｃＪが１．１０以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明者らは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石において、希土類元素Ｒのうちの所定量をＹとすることによって、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である、高残留磁束密度かつ低保磁力であり、小さい外部磁界によって着磁状態を制御することのできる永久磁石が得られることを見出した。
【００１３】
希土類磁石の保磁力の起源である結晶磁気異方性は、希土類イオンの１イオン異方性が結晶全体の磁気モーメントを拘束することによって発生する。この希土類イオンの１イオン異方性は原子配置とイオンの電子雲によって決定される。例えば、代表的なＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石である、正方晶Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ構造の磁気異方性はＮｄのパンケーキ型の電子雲に由来する１イオン異方性に起因する。
【００１４】
結晶磁気異方性の起源となる１イオン異方性を示す元素を、異方性を示さない元素に置換することができれば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の高い磁化を維持したままに、磁気異方性のみを低下させることが可能となる。すなわち、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である、高残留磁束密度かつ低保磁力を有する永久磁石を得ることができる。
【００１５】
正方晶Ｒ２Ｔ１４Ｂ構造の希土類元素Ｒとなりうる元素のうち、異方性を示さない球形電子雲を有する元素はＹとＬａである。しかしながら、Ｌａはイオン半径が大きいため、正方晶Ｒ２Ｔ１４Ｂ構造の希土類元素Ｒに占められるＬａの量には限りがある。すなわち、正方晶Ｒ２Ｔ１４Ｂ構造の希土類元素ＲとしてＹを選択すれば、比較的容易な製造工程にて、高残留磁束密度かつ低保磁力を有し、さらに、Ｒに占めるＹの量によって保磁力を広範に調整可能である、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である永久磁石を得ることができる。
【００１６】
また、Ｙの原子量は８８．９１であり、Ｎｄの原子量１４４．２よりも小さいことから、ＮｄをＹに置換することによって得られる永久磁石は、従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石と比較して軽量となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石における希土類元素Ｒのうちの所定量をＹとすることによって、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である、高残留磁束密度かつ低保磁力であり、小さい外部磁界によって着磁状態を制御することのできる永久磁石を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例４における、残留磁束密度Ｂｒが０となる外部磁界Ｈｅｘを求めるための磁化−磁界曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２０】
本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石は、組成が（Ｒ１−ｘＹｘ）２Ｔ１４Ｂ（ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの１種以上からなる希土類元素であり、ＴはＦｅまたはＦｅおよびＣｏを必須とする１種以上の遷移金属元素、０．２≦ｘ≦０．７）である主相粒子を含み、残留磁束密度Ｂｒが１．１Ｔ以上、保磁力ＨｃＪが４００ｋＡ／ｍ以下であり、残留磁束密度Ｂｒを０にするために要する外部磁界Ｈｅｘと保磁力ＨｃＪの比Ｈｅｘ／ＨｃＪが１．１０以下であることを特徴とする。
【００２１】
本実施形態において、ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕの１種以上からなる希土類元素である。
【００２２】
本実施形態において、主相粒子の組成に占めるＹの量ｘは０．２≦ｘ≦０．７である。ｘの増加に伴って、残留磁束密度Ｂｒを略維持したままに、保磁力ＨｃＪのみが低下する。これはＹの量の増加に伴って、試料の結晶磁気異方性が低下したことに起因すると発明者らは考える。しかしながら、ｘが０．７を超えると、角型性Ｈｋ／ＨｃＪが著しく低下してしまい、モータ用の磁石として取り出せる磁束が低下してしまう。なお、本実施形態において、主相粒子の組成に占めるＹの量ｘが０．４≦ｘ≦０．６であれば、組成の変化に伴う磁気特性の変化が穏やかであり、製造上の安定性の観点からより好ましい。
【００２３】
本実施形態において、Ｂはその一部をＣで置換してもよい。Ｃの置換量はＢに対して１０原子％以下とすることが好ましい。
【００２４】
本実施形態において、組成残部であるＴはＦｅまたはＦｅおよびＣｏを必須とする１種以上の遷移金属元素である。Ｃｏ量はＴ量に対して０原子％以上１０原子％以下が望ましい。Ｃｏ量の増加によってキュリー温度を向上させることができ、温度上昇に対する保磁力の低下を小さく抑えることが可能となる。また、Ｃｏ量の増加によって希土類永久磁石の耐食性を向上させることができる。
【００２５】
以下、本件発明の製造方法の好適な例について説明する。
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の製造においては、まず、所望の組成を有するＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られるような原料合金を準備する。原料合金は、真空又は不活性ガス、望ましくはＡｒ雰囲気中でストリップキャスト法、その他公知の溶解法により作製することができる。ストリップキャスト法は、原料金属をＡｒガス雰囲気などの非酸化雰囲気中で溶解して得た溶湯を回転するロールの表面に噴出させる。ロールで急冷された溶湯は、薄板または薄片（鱗片）状に急冷凝固される。この急冷凝固された合金は、粒径が１〜５０μｍの主相粒子であるＲ２Ｔ１４Ｂ結晶と高Ｒ組成の粒界相粒子からなる樹枝状の組織を有している。原料合金は、ストリップキャスト法に限らず、高周波誘導溶解等の溶解法によって得ることができる。なお、溶解後の偏析を防止するため、例えば水冷銅板に傾注して凝固させることができる。また、還元拡散法によって得られた合金を原料合金として用いることもできる。
【００２６】
本発明においてＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石を得る場合、原料合金として、１種類の合金から磁石を作成するいわゆるシングル合金法の適用を基本とするが、主相粒子であるＲ２Ｔ１４Ｂ結晶を主体とする主相合金（低Ｒ合金）と、低Ｒ合金よりＲを多く含み、粒界の形成に有効に寄与する合金（高Ｒ合金）とを用いる所謂混合法を適用することもできる。
【００２７】
原料合金は水素吸蔵工程に供される。原料合金は水素を吸蔵することによって脆化し、後の粉砕工程における粉砕が容易なものとなる。また、主相粒子と粒界相粒子からなる原料合金においては、主相と粒界相の水素吸蔵量、すなわち体積膨張率の差異によってクラックを生じさせ、後の粉砕工程における粉砕が容易なものとなる。原料合金が吸蔵できる水素量は低温であるほど大きく、粉砕工程を容易なものとするためには、より低温における水素吸蔵工程が有効である。しかしながら、低温における水素吸蔵には長時間を要するという製造上の問題があるため、一般に水素吸蔵工程において原料合金は２００〜４００℃程度に加熱・保持されている。一方、原料合金の加熱・保持温度を７００℃以上とすると水素吸蔵量は急増する。これは主相であるＮｄ２Ｆｅ１４ＢがＮｄＨ２、Ｆｅ２Ｂ、Ｆｅの３相に分解する不均化反応に起因し、本現象を利用して結晶粒子を微細化して高保磁力粉末を得るＨＤＤＲ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ・Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ・Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ・Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）法がある。本実施形態において水素吸蔵工程における加熱・保持温度は原料合金の組成によって異なるが、６００〜８００℃である。水素吸蔵工程における温度を前記の範囲とすることで、原料合金の一部のみに不均化反応が生じ、組織不均一化による低保磁力化およびピン相生成による磁化機構のピニング化に寄与するものと発明者らは考える。
【００２８】
水素吸蔵後の原料合金は水素放出工程に供される。水素放出工程は真空中または圧力制御された不活性ガス雰囲気中にておこなう。ＨＤＤＲ法において水素化・不均化反応後の脱水素・再結合工程は高保磁力を得るための極めて重要な工程であるが、本件発明の目的は小さい外部磁界によって着磁状態を制御することのできる永久磁石を得ることであるため、ＨＤＤＲ法のように厳密な水素放出工程の制御は必須でない。本実施形態において水素放出工程における加熱・保持温度は原料合金の組成によって異なるが、６５０〜８５０℃である。水素放出工程における温度を前記の範囲とし、雰囲気中の水素分圧を減ずることで、脱水素・再結合反応が進行し、ＮｄＨ２、Ｆｅ２Ｂ、Ｆｅの３相からＮｄ２Ｆｅ１４Ｂが生成する。この脱水素・再結合反応によるＮｄ２Ｆｅ１４Ｂの生成過程において不完全な反応による異相や欠陥の残留が生じることにより、低保磁力化およびピン相生成による磁化機構のピニング化に寄与するものと発明者らは考える。なお、水素放出工程の脱水素・再結合反応によってＮｄ２Ｆｅ１４Ｂが生成した後に、水素化・分解反応が生じない温度（特に水素吸蔵量の増大を目的として低温）にて原料合金に水素吸蔵をおこなうことは後の粉砕工程を容易なものとするために有効である。その場合、原料合金は水素吸蔵された状態にて粉砕工程を経ることとなるが、焼結工程の初期段階である昇温過程において吸蔵された水素は放出されるため問題はない。
【００２９】
水素放出工程後の原料合金は粗粉砕工程に供される。原料合金をスタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等により、数百μｍ程度の粒径となるまで粉砕することにより粗粉砕粉を得る。なお、粗粉砕工程は不活性ガス雰囲気中にておこなうことが望ましい。なお、水素吸蔵・放出工程後の原料合金が凡そ所望の粒径となっている場合には粗粉砕工程を省略することも可能である。
【００３０】
粗粉砕粉は微粉砕工程に供される。粗粉砕粉をジェットミル、湿式粉砕機（ボールミル、アトライタ）等により、１〜５μｍの平均粒径となるまで粉砕することにより微粉砕粉を得る。ジェットミルは、高圧のガスを狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、粗粉砕粉を加速・衝突させて粉砕する方法であり、ガスを不活性ガスとすることにより被粉砕粉の酸化を抑制することができる。湿式粉砕機は分散媒中の媒体（メディア）と被粉砕粉に運動エネルギーを与え、被粉砕粉を粉砕する方法であり、適切な分散媒の選択により被粉砕粉の酸化を抑制することができる。
【００３１】
微粉砕粉は磁場中成形に供される。磁場中成形における成形圧力は０．３〜３ｔｏｎ／ｃｍ２（３０〜３００ＭＰａ）の範囲とすればよい。成形圧力は成形開始から終了まで一定であってもよく、漸増または漸減してもよく、あるいは不規則変化してもよい。成形圧力が低いほど配向性は良好となるが、成形圧力が低すぎると成形体の強度が不足してハンドリングに問題が生じるので、この点を考慮して上記範囲から成形圧力を選択する。磁場中成形で得られる成形体の最終的な相対密度は、通常、４０〜６０％である。印加する磁場は、９６０〜１６００ｋＡ／ｍ（１０〜２０ｋＯｅ）程度とすればよい。印加する磁場は静磁場に限定されず、パルス状の磁場とすることもできる。また、静磁場とパルス状磁場を併用することもできる。
【００３２】
成形時の潤滑及び配向性の向上を目的とした脂肪酸又は脂肪酸の誘導体や炭化水素、例えばステアリン酸系やオレイン酸系であるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、炭化水素であるパラフィン、ナフタレン等を微粉砕時に０．０１〜０．３ｗｔ％程度添加することができる。
【００３３】
成形体は焼結工程に供される。焼結は真空又は不活性ガス雰囲気中にて行われる。焼結保持温度および焼結保持時間は、組成、粉砕方法、平均粒径と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、凡そ１０００℃〜１２００℃、２時間〜２０時間であればよい。
【００３４】
焼結保持温度を高く、焼結保持時間を長くすることにより、高残留磁束密度かつ低保磁力の永久磁石を得ることができることが知られている。しかしながら、高温・長時間の焼結工程による焼結体の保磁力低下は、粗大な結晶粒子に起因するものであり、磁化反転には保磁力の数倍の外部磁界を必要とするため、小さい外部磁界によって着磁状態を制御することができない。すなわち、高温・長時間の焼結工程により得られる、高残留磁束密度かつ低保磁力の永久磁石は可変磁束モータ用の可変磁石として好適ではない。
【００３５】
焼結後、得られた焼結体に時効処理を施すことができる。時効処理工程は保磁力を調整するに有効な工程であるが、時効処理工程にて調整可能な保磁力は４００ｋＡ／ｍ程度であり、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の保磁力（１０００ｋＡ／ｍ以上）を、時効処理工程のみにて、可変磁束モータ用の可変磁石として好適な保磁力へと減ずることは困難である。すなわち、保磁力の大まかな調整は組成（Ｙ量の調整）に委ね、時効処理工程は保磁力の微調整程度にとどめることにより、比較的容易な製造工程にて、高残留磁束密度かつ低保磁力を有する、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である永久磁石を得ることができる。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例および比較例に基づき、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３７】
主相粒子の組成が（Ｒ１−ｘＹｘ）２Ｔ１４Ｂ（Ｒ＝Ｎｄ、Ｔ＝Ｆｅ、ｘ＝０．０〜１．０）となるように、Ｎｄメタル、Ｙメタル、電解鉄、フェロボロンを所定量秤量し、ストリップキャスト法にて薄板状の合金を得た。合金を水素分圧ＰＨＤ＝１０〜１００ｋＰａに制御された雰囲気中にて水素吸蔵温度ＴＨＤ＝５００〜８００℃に１時間保持する水素吸蔵工程の後に、真空中にて水素放出温度ＴＤＲ＝８００℃に１時間保持する水素放出工程をおこなった。さらに、水素放出工程後の合金を水素分圧ＰＡＢ＝１ＭＰａに制御された雰囲気中にて水素吸蔵温度ＴＡＢ＝−５０℃に３時間保持する水素吸蔵工程をおこなった。なお、水素吸蔵工程後の原料合金は数百μｍの粒径に粉砕されていたため、粗粉砕工程は省略した。潤滑剤として０．１ｗｔ％のオレイン酸アミドを添加し、ジェットミルを用いてＡｒガス雰囲気中にて微粉砕粉（平均粒径３μｍ）を得た。微粉砕粉を金型（開口寸法：２０ｍｍ×１８ｍｍ）に充填し、加圧方向と直角方向に磁場（２Ｔ）を印加しながら２．０ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力にて１軸加圧成形した。得られた成形体を焼結温度ＴＳ＝１０９０℃まで昇温し、４時間保持した後に、室温まで冷却させ、次いで、一次時効温度Ｔ１＝８５０℃にて１時間、二次時効温度Ｔ２＝５３０℃にて１時間の時効処理を行い、焼結体を得た。
【００３８】
焼結体の磁気特性はＢＨトレーサーにて測定した。まず、焼結体が磁気的に飽和に至る十分な外部磁界を正負方向に印加し、磁化−磁界曲線（フルループ）を得る。次いで、負方向に所定の磁界を印加した後に、正方向に飽和に至る磁界を印加し、磁化−磁界曲線（マイナーループ）を得る。負方向に印加する所定の磁界を漸増させながら、複数回の測定をおこなうことにより、残留磁束密度Ｂｒが０となる外部磁界Ｈｅｘを求めることができる。図１に本発明の実施例４における、残留磁束密度Ｂｒが０となる外部磁界Ｈｅｘを求めるための磁化−磁界曲線を例示する。
【００３９】
焼結体はＸ線回折法によって主たる生成相が正方晶Ｒ２Ｔ１４Ｂ構造であることを確認した後に、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）に備えられたエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ：Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）装置にて主相粒子の中央近傍分析し、主相粒子の組成を定量化した。
【００４０】
［実施例１〜６、比較例１〜７］
主相粒子の組成を（Ｒ１−ｘＹｘ）２Ｔ１４Ｂ（Ｒ＝Ｎｄ、Ｔ＝Ｆｅ、ｘ＝０．０〜１．０）とした場合では、Ｎｄに対するＹの置換量ｘの増加に伴って、残留磁束密度Ｂｒを略維持したままに、保磁力ＨｃＪのみが低下し、ｘが０．２以上にて可変磁束モータ用の可変磁石として好適である４００ｋＡ／ｍ以下の保磁力を得ることができる。しかしながら、ｘが０．７を超えると、角型性Ｈｋ／ＨｃＪが著しく低下してしまい、モータ用の磁石として取り出せる磁束が低下してしまう。すなわち、０．２≦ｘ≦０．７の範囲にて、高残留磁束密度かつ低保磁力を有する、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である永久磁石を得ることができることがわかった。また、前記の範囲において、残留磁束密度Ｂｒを０にするために要する外部磁界Ｈｅｘと保磁力ＨｃＪの比Ｈｅｘ／ＨｃＪは１．１０以下であり、小さい外部磁界によって着磁状態を制御できる、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である永久磁石が得られていることがわかった。
【００４１】
［実施例４、実施例７〜８］
主相粒子の組成を（Ｒ１−ｘＹｘ）２Ｔ１４Ｂ（Ｒ＝Ｎｄ，Ｐｒ、Ｔ＝Ｆｅ、ｘ＝０．５）とした場合では、Ｒに占めるＮｄおよびＰｒの割合に依らず、Ｒに対するＹの置換によって、残留磁束密度Ｂｒおよび角型性Ｈｋ／ＨｃＪを略維持したままに、保磁力ＨｃＪのみを低下させる効果が得られている。また、残留磁束密度Ｂｒを０にするために要する外部磁界Ｈｅｘと保磁力ＨｃＪの比Ｈｅｘ／ＨｃＪについてもＲに占めるＮｄおよびＰｒの割合に依らず略一定である。このことから、主相粒子の組成が（Ｒ１−ｘＹｘ）２Ｔ１４Ｂ（０．２≦ｘ≦０．７）であるＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石において、ＲはＮｄ以外であっても小さい外部磁界によって着磁状態を制御できる、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である永久磁石が得られることがわかった。
【００４２】
［実施例４、実施例９、比較例８〜９］
主相粒子の組成を（Ｒ１−ｘＹｘ）２Ｔ１４Ｂ（Ｒ＝Ｎｄ、Ｔ＝Ｆｅ、ｘ＝０．５）とし、水素吸蔵工程における水素分圧ＰＨＤを１０〜１００ｋＰａとした場合では、水素分圧ＰＨＤが過大であると残留磁束密度Ｂｒが急峻に低下し、水素分圧ＰＨＤが過小であると残留磁束密度Ｂｒを０にするために要する外部磁界Ｈｅｘと保磁力ＨｃＪの比Ｈｅｘ／ＨｃＪが急峻に増大することがわかった。すなわち、水素分圧ＰＨＤを適当な範囲とすることによって、高残留磁束密度かつ低保磁力を有する、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である永久磁石を得ることができることがわかった。また、水素分圧ＰＨＤが適当な範囲であれば、残留磁束密度Ｂｒを０にするために要する外部磁界Ｈｅｘと保磁力ＨｃＪの比Ｈｅｘ／ＨｃＪは１．１０以下であり、小さい外部磁界によって着磁状態を制御できる、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である永久磁石が得られていることがわかった。
【００４３】
［実施例４、実施例１０、比較例１０〜１１］
主相粒子の組成を（Ｒ１−ｘＹｘ）２Ｔ１４Ｂ（Ｒ＝Ｎｄ、Ｔ＝Ｆｅ、ｘ＝０．５）とし、水素吸蔵工程における水素吸蔵温度ＴＨＤを５００〜８００℃とした場合では、水素吸蔵温度ＴＨＤが過大であると残留磁束密度Ｂｒが急峻に低下し、水素吸蔵温度ＴＨＤが過小であると残留磁束密度Ｂｒを０にするために要する外部磁界Ｈｅｘと保磁力ＨｃＪの比Ｈｅｘ／ＨｃＪが急峻に増大することがわかった。すなわち、水素吸蔵温度ＴＨＤを適当な範囲とすることによって、高残留磁束密度かつ低保磁力を有する、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である永久磁石を得ることができることがわかった。また、水素吸蔵温度ＴＨＤが適当な範囲であれば、残留磁束密度Ｂｒを０にするために要する外部磁界Ｈｅｘと保磁力ＨｃＪの比Ｈｅｘ／ＨｃＪは１．１０以下であり、小さい外部磁界によって着磁状態を制御できる、可変磁束モータ用の可変磁石として好適である永久磁石が得られていることがわかった。
【表１】
2015192041.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明に係るＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石は、高い残留磁束密度を具備し、かつ小さな外部磁界により磁力を可逆的に変化させることが可能であるため、民生・産業・輸送機器などの可変速が必要とされる運転において高い効率を得ることができる、可変磁束モータ用の可変磁力磁石として好適である。
【図１】
2015192041.tif 000004