(57)【要約】【課題】  必要最高減磁界ならびに脱磁磁界強度を低減しつつ処理時間を短縮可能とし、しかも、希土類磁石内蔵機器を分解せずに内部の希土類磁石を脱磁することができる、脱磁方法及びその脱磁装置を提供する。【解決手段】  脱磁されるべき磁石を該磁石の磁石配向方向に対して直角方向に脱磁磁界が印加されるように脱磁コイル内に配置し、所定電圧に充電したコンデンサから脱磁コイルに第１の減衰振動電流を流して第１の減衰振動磁界Ｍ１を印加し、次いでコンデンサを前記所定電圧まで再充電して再充電されたコンデンサから前記第１の減衰振動電流とスタート時の電流が逆向きでピーク磁界が第１の減衰振動磁界のピーク磁界とほぼ同一になるように第２の減衰振動電流を流し、第２の減衰振動磁界Ｍ２を印加する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱磁されるべき磁石を該磁石の磁石配向方向に対して直角方向に脱磁磁界が印加されるように脱磁コイル内に配置するステップと、
コンデンサを所定電圧に充電する第１充電ステップと、
前記コンデンサから前記脱磁コイルに第１の減衰振動電流を流して第１の減衰振動磁界を前記磁石に印加する第１印加ステップと、
前記第１印加ステップの後に、前記コンデンサを前記所定電圧まで再充電する第２充電ステップと、
前記第２充電ステップで充電されたコンデンサから前記脱磁コイルに、前記第１の減衰振動電流とスタート時の電流を逆向きにするとともにピーク磁界が第１の減衰振動磁界のピーク磁界とほぼ同一になるように第２の減衰振動電流を流すことにより、前記第１の減衰振動磁界とスタート時の磁界方向が逆向きの第２の減衰振動磁界を前記磁石に印加する第２印加ステップと、
を含むことを特徴とする脱磁方法。
【請求項２】
脱磁されるべき磁石又は該磁石を含む磁気回路の磁界印加方向の両端に磁性体を配設することを特徴とする請求項１に記載の脱磁方法。
【請求項３】
前記磁性体により磁気閉回路が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の脱磁方法。
【請求項４】
コンデンサ及び脱磁コイルを有し、前記コンデンサから前記脱磁コイルに減衰振動電流を流す放電回路と、
前記コンデンサを充電する充電回路と、
前記コンデンサから前記脱磁コイルに流す減衰振動電流のスタート時の電流の向きを切り換えるための切換手段と、
を備えることを特徴とする脱磁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類磁石の脱磁方法及び脱磁装置に係り、特に電気機器等に内蔵されている希土類磁石の脱磁に適した脱磁方法及び脱磁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
希土類磁石はアルニコやフェライト磁石に比較し高い磁石特性を有するため、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の磁気ヘッド駆動用ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）、省エネ型エアコンコンプレッサー用モータ、自動洗濯機用モータ、さらにはハイブリッド自動車用モータ等に大量に使用されており、必要不可欠な材料で今後も使用量が増大すると予想される。希土類磁石は、フェライト磁石等の他の磁石と比較し高い残留磁束密度Ｂｒを持つだけではなく高い固有保磁力Ｈｃｊを持ち、大電流の入力に対し減磁せずに機械的出力を取り出せる。しかし、この高い固有保磁力Ｈｃｊのため、なんらかの理由、たとえば着磁時の極性間違い、着磁後に磁気回路装置を再度分解する必要が生じた場合、あるいは機器の廃棄物化に伴う分解の必要性等で、脱磁が必要になった時には脱磁が困難となる。
【０００３】
永久磁石の脱磁方法には、特許文献１に開示されているように、２種類の方法が知られている。磁石温度をキュリー点以上に昇温して熱的に脱磁する熱脱磁方法と、外部から磁界を印加して脱磁する磁気的脱磁方法である。
【０００４】
熱脱磁方法は、強磁性体がキュリー温度以上では常磁性体となり、その磁気を失うことを利用して脱磁するものである。希土類磁石のキュリー温度は、ＳｍＣｏ５で７２７℃、Ｓｍ２Ｃｏ１７で９２０℃、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂで３１３℃、ＳｍＦｅＮｘ磁石で４７８℃である。この方法は、ＳｍＣｏ５系磁石が唯一の希土類磁石であった時代には希土類磁石のほぼ唯一の脱磁方法であった（非特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、熱脱磁方法は、脱磁対象物をキュリー点＋α以上の温度に上げなければならないため加熱炉が必要であるだけでなく、昇温および冷却に時間を要する。さらに、ＳｍＣｏ系磁石では正規の保磁力を得るための最終熱処理温度がキュリー点以下にある。このため磁石特性を劣化させずに熱脱磁することはほぼ磁石メーカにしか実施できない。また、ＳｍＦｅＮボンド磁石では、バインダーに有機樹脂が使用されているため、バインダーの劣化のなしに熱脱磁は行えない。さらに、ＮｄＦｅＢ磁石では正規の保磁力を得るための最終熱処理温度が約５００℃のため、磁石特性（特に保磁力Ｈｃｊ）の劣化を心配せず唯一熱脱磁が行えるが、非酸化雰囲気中での熱処理が必要で、やはり簡単ではない。また、これらの磁石を内蔵する機器を分解しないで脱磁するには、磁石を内蔵する機器が昇温によりガス等を発生するならばその対策を必要とするうえ、本来必要でない部分も加熱しなければならないため省エネの観点からも熱脱磁は好ましくない。
【０００６】
磁気的脱磁方法には磁界の反転を１〜数回で脱磁する直流脱磁法と、保磁力以上の交番減衰磁界を印加して脱磁する交流減衰脱磁方法とがある。
【０００７】
直流脱磁法は主に電磁石を利用して磁石固有保磁力Ｈｃｊに略等しい減磁界を印加して脱磁する方法であり、電磁石閉回路中で磁石の減磁特性曲線を測定する際には多用されている。しかしながら、直流脱磁方法は、２Ｔ（２０ｋＯｅ）以上の磁界の発生が電磁石では困難のため、高い減磁界を必要とする希土類磁石の脱磁には向かない。
【０００８】
交流減衰脱磁方法は、固有保磁力より高い磁界を交番ないし交流的に磁界を減衰させながら印加し脱磁する方法である。既にフェライト磁石の脱磁用には、商用電源からサイリスタの通電角を制御して直接交番減衰磁界を発生させる脱磁器が市販されている。アルニコ磁石の脱磁では交流磁界コイル中から磁石を引き出し移動させて交流減衰磁界をつくる方法も良く用いられている。
【０００９】
高い固有保磁力を有する希土類磁石の脱磁には大きな減磁界を必要とする。このため商用電源から電気的エネルギーをコンデンサに充填し、この充填エネルギーを一機に放出して大電流を得るコンデンサ電源が、交流減衰脱磁方法では採用される。
【００１０】
この交流減衰脱磁方法には、特許文献２に開示されているように、磁界の印加方向により２通りの方法がある。通例減磁界は磁石配向方向と同一の平行方向に印加される（「平行磁界脱磁」という。）が、充分な磁界を印加すれば磁石配向方向に直角に印加（「直角磁界脱磁」という。）しても脱磁が可能であることが開示されている。
【００１１】
特許文献２によれば、保磁力Ｈｃｊ＝１．１９ＭＡ／ｍ（１４．９ｋＯｅ）の希土類ボンド磁石を脱磁するのに、平行磁界脱磁の場合に必要な脱磁磁界強度は２．５ＭＡ／ｍ（３１ｋＯｅ）であった。しかしながら、直角磁界脱磁の場合には必要な脱磁磁界強度は５ＭＡ／ｍ（６３ｋＯｅ）であった。これより直角方向の交流減衰磁界脱磁では、平行磁界脱磁の約２倍の脱磁磁界強度が必要なことになる。このような大磁界を発生させるためにはコイルの巻数が多くなり、また流す電流が大きいためコイルの発熱が大きくなる等の問題が指摘されていた。
【００１２】
交流減衰磁界脱磁方法は、固有保磁力Ｈｃｊより高い磁界を交番ないし交流的に印加し脱磁する方法であるが、その際必要になるとされる磁界は、特許文献２に開示されているように保磁力Ｈｃｊの２〜３倍であると考えられている。
【００１３】
フェライト磁石の代表的高保磁力材質の保磁力Ｈｃｊは３１８ｋＡ／ｍ（４ｋＯｅ）程度であるのに対し、磁石特性だけでなく経済性にも優れる希土類磁石ＮｄＦｅＢ磁石では、材質にもよるが８７５ｋＡ／ｍ〜２６２６ｋＡ／ｍ（１１ｋＯｅ〜３３ｋＯｅ）以上と、非常に高い値を有する。ＮｄＦｅＢ磁石の最高の保磁力材質は、保磁力Ｈｃｊ≧２６２６ｋＡ／ｍ（３３ｋＯｅ）であり、脱磁に要する磁界は５２５３ｋＡ／ｍ〜７８８０ｋＡ／ｍ（６６ｋＯｅ〜９９ｋＯｅ）と非常に高いものとなり、このことが希土類磁石の脱磁を困難にしてきた理由である。
【００１４】
さらに平行方向の交流減衰磁界脱磁（「平行磁界脱磁」）では、減衰させる磁界の割合が重要であり、この割合が大きいと減磁時のヒステリシス曲線が適切な軌跡を描かず良好な脱磁が出来ない。望ましくは連続的に減じていくことが良いとされている（非特許文献１）。
【００１５】
従来、交流減衰磁界は、図１３に示すような脱磁電源回路を用いて、商用電源６から、交流位相制御回路８で位相制御して、昇圧トランス７、両波整流回路９を介して、コンデンサ３に充電後、交流位相制御回路８でサイリスタ８ａ、８ｂをオフにするとともに、逆並列接続されたサイリスタ２１、２２をオンにしてコンデンサ３と脱磁コイル４の直列回路（ＬＣＲ回路）中に減衰振動電流を発生させて作り出される。このため振動磁界の周期と磁界強度は、コンデンサ３の静電容量Ｃと脱磁コイル４のインダクタンスＬ及び抵抗Ｒ（脱磁コイル４等の回路の抵抗成分）で決定され、例えば、図１４のごとくとなり、任意に減衰磁界の減衰割合を制御することはできない。
【００１６】
また、図１３、図１４に示す交流減衰脱磁方法では、磁界が反転する毎の絶対値での減衰が大きいために、希土類磁石やＮｄＦｅＢ系ボンド磁石等のような保磁力の大きい磁石を良好に脱磁することができない（特許文献３の段落「００１９」，「００２０」）。
【００１７】
そこで特許文献３では、この減衰磁界量を制御する装置及び方法を提案し、減衰磁界量を４４．６ｋＡ／ｍ（５６０Ｏｅ）以下にすることを求めている。そして、特許文献３には、保磁力Ｈｃｊ＝１１７０ｋＡ／ｍ（１４．７ｋＯｅ）の希土類磁石に対し、磁界を２３８８ｋＡ／ｍ（３０ｋＯｅ）からスタートして減衰磁界量を絶対値で４４．６ｋＡ／ｍ（５６０Ｏｅ）以下にして正逆反転させながら６０回の磁界を印加することで良好に脱磁されたと開示している。
【００１８】
しかしながら、特許文献３に開示された方法では、所定減衰磁界量にするために磁界１回ごとにコンデンサの充電電圧を調整している。このため、磁石１個の脱磁に要する時間は略２〜８分以上（充電に２〜８秒として；約２秒×６０回＝約１２０秒）必要であると推定される。１回の脱磁処理に要する時間が長いことから能率が悪いこと、大電流の通電時間が長いためにコイルの発熱対策が必要になると考えられる。
【００１９】
一方、特許文献４には永久磁石を含む廃棄物処理では破砕機のつまり等の故障の原因になるため、永久磁石の脱磁が必要であることが開示されている。廃棄圧縮機中の磁石の脱磁方法の一つとして、モータ巻線を利用し商用電源を活用して行う脱磁方法が開示されているが、ＮｄＦｅＢ磁石を使用する圧縮機用モータの磁石保磁力は、高い保磁力たとえばＨｃｊ≒２３８８ｋａ／ｍ（３０ｋＯｅ）の材質が使用されている。このため脱磁には４．７７ＭＡ／ｍ〜７．１５ＭＡ／ｍ（６０ｋＯｅ〜９０ｋＯｅ）の高い減磁界が必要となることになるが、モータ巻線と商用電源の使用は一種の電磁石の使用であり、必要磁界を確保することは困難と考えられる。希土類磁石含有廃棄圧縮機の脱磁には、少なくともパルス大電流が得られるコンデンサ放電式電源装置が必要である。したがって、特許文献４が開示する方法はフェライト磁石含有圧縮機にしか適用できないと考えられる。
【００２０】
希土類元素は貴重な資源である。ＮｄＦｅＢ磁石の固有保磁力Ｈｃｊを高めるための必須添加元素Ｄｙ（ジスプロシウム）は、鉱石中の含有量が少なく特に貴重であるといわれている。このため保磁力を低下させずにＤｙ含有量を減少させる努力が磁石メーカで精力的に行われている。このため廃棄物製品中から貴重な希土類元素、特にＤｙを回収リサイクルすることは地球環境保護資源有効活用の観点からも重要であるが、現状ほとんど実施されていないと言える。
【００２１】
さらに、本出願人により、磁石配向方向に対し直角方向に磁界を印加する脱磁方法が提案されている（特許文献５）。この脱磁方法では、先ず配向方向と直角にパルス状の磁界を正逆に印加し、次いで減衰振動磁界を同じく直角に印加している。パルス状の磁界の脱磁磁界強度は、固有保磁力Ｈｃｊの２．５倍以上であること、また、コンデンサへの充電・放電は最低３回望ましくは４回以上行われることが開示されている。この脱磁方法による脱磁後の磁石は鉄板に吸着することがない良好な脱磁状態が得られるが、充電・放電回数から処理時間が３０秒弱を要し、固有保磁力Ｈｃｊが３５ｋＯｅを有するような磁石では８８ｋＯｅ程度のパルス磁界となり得るため、脱磁コイルに対する熱的負荷が大きく、設備能率・コイル冷却上の問題が発生する。
【００２２】
希土類磁石を内蔵する廃棄物から希土類磁石を安全かつ効率よく回収するためには、強力な磁力を有する希土類磁石の脱磁が必須である。磁石単体の脱磁でも容易でないことに加えて、希土類磁石が組み込まれた磁気回路ないし該磁気回路を内蔵する製品を製品ごと脱磁することは、さらに制約事項が増え希土類磁石単体脱磁以上に困難となることは容易に推定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開平８−９７０３５号公報
【特許文献２】特開２００２−１４１２２３号公報
【特許文献３】特開２００８−２６３０７９号公報
【特許文献４】特開２００１−１１０６３６号公報
【特許文献５】特開２０１１−２４９６１２号公報
【非特許文献】
【００２４】
【非特許文献１】山川和郎、大川光吉、宮本毅信著、「永久磁石磁気回路の設計と応用」、第１版、総合電子出版、昭和５４年４月１５日、ｐ．２４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
上記のように、平行脱磁と直角脱磁とでは、特許文献２に開示されているように必要脱磁界強度は直角脱磁の方がはるかに大きい。一方、特許文献３に開示されているように平行脱磁では、磁界の振動減衰条件が厳しく制限される。
【００２６】
固有保磁力Ｈｃｊ＝３５ｋＯｅの異方性Ｎｄ・Ｆｅ・Ｂ磁石（５ｍｍ×１５ｍｍ×１４ｍｍ）に対しコンデンサ電源（コンデンサ容量４０００μＦ）を用いて、減衰振動磁界を１回印加して磁石表面の残留磁気をガウスメータで測定した結果が図１５である。図１５に示されているように、平行脱磁では、ほぼ固有保磁力付近で残留磁気が零になるが、磁石全体が均一に脱磁されず、鉄板に吸着しない脱磁状態を得ることは容易でなく、脱磁磁界強度上げていくと残留磁気は再度上昇してしまう。さらに脱磁磁界を上げると再度磁気が零になる磁界強度が現れるが、この点でも磁石全体が均一に脱磁されず、簡単に鉄板に吸着する。
【００２７】
一方、直角脱磁では、固有保磁力以上の高い磁界強度まで減磁は発生しないが、残留磁気が零近くになると、確実に鉄板への吸着が減少し、平行脱磁のような残磁量の上昇は起きない。このため、脱磁磁界強度を十分に大きくすれば、確実に鉄板吸着のないきれいない脱磁状態を得ることができる。
【００２８】
平行脱磁に比べて条件に依存しない良好な脱磁が得られるのが直角脱磁の特徴であるが、直角脱磁の課題は、脱磁磁界強度が大きくなること、及びそれに伴い脱磁コイルの発熱が大きいことで、特に高い固有保磁力の磁石に対して脱磁が困難となる。
【００２９】
本発明は、上記従来の技術における問題点を解消するため、必要最高減磁界ならびに脱磁磁界強度を低減しつつ処理時間を短縮可能とし、しかも、希土類磁石内蔵機器を分解せずに内部の希土類磁石を脱磁することができる、脱磁方法及びその脱磁装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記課題を解決するため、本発明者等は、鋭意、試験研究を行った結果、以下の知見を得た。
【００３１】
異方性磁石の配向度は完全でないため、磁石を構成する各粒子の磁化の方向は配向方向からずれ、平均的にある角度を成している。この磁化に配向方向と直角をなす磁界を印加すると、図１２に模式的に示すように、印加磁界Ｈと鋭角をなす磁化ＭＡは印加磁界Ｈの向きに回転するのみであるが、鈍角をなす磁化ＭＯは印加磁界Ｈが十分に強ければ磁化容易軸の向きを変えて磁化反転を起こす。即ち、印加磁界Ｈと鋭角をなす磁化ＭＡは印加磁界Ｈが与えられている間は図１２の一点鎖線の方へ回転させられる（ＭＡ’）が、印加磁界Ｈが消えると実線で示された元の方向に戻る。一方、印加磁界Ｈと鈍角をなす磁化ＭＯは、印加磁界強度に応じて、保磁力の小さい磁化部分は磁化反転し、印加磁界Ｈが消失すると図１２の一点鎖線で示す向きの磁化ＭＯ’となる。磁化ＭＯの保磁力の大きい磁化部分は、磁化反転せず、印加磁界Ｈの向きに回転するものの、印加磁界Ｈが消えると、磁化ＭＡと同様に元の位置（ＭＯ）に戻る。これにより、磁石全体としては減磁が発生したことになる。従って、鉄板に吸着しないようなきれいな脱磁を行うためには、磁化ＭＡも磁化ＭＯと同量の磁化の低下を引き起こすべきと考えられ、実質的に同一強度の正逆磁界を印加すべきと考えられる。
【００３２】
さらに、磁石の端面が有る場合には磁石端面に磁極が発生し、磁化を減磁させる向きのいわゆる“自己減磁界”を発生する。この現象は、直角磁界による磁化が回転運動中でも発生していると考えられ、直角脱磁の場合はこの自己減磁界は印加磁界強度を低下させるように作用すると考えられる。
【００３３】
上記知見に基づき、本発明に係る脱磁方法は、脱磁されるべき磁石を該磁石の磁石配向方向に対して直角方向に脱磁磁界が印加されるように脱磁コイル内に配置するステップと、コンデンサを所定電圧に充電する第１充電ステップと、前記コンデンサから前記脱磁コイルに第１の減衰振動電流を流して第１の減衰振動磁界を前記磁石に印加する第１印加ステップと、前記第１印加ステップの後に、前記コンデンサを前記所定電圧まで再充電する第２充電ステップと、前記第２充電ステップで充電されたコンデンサから前記脱磁コイルに、前記第１の減衰振動電流とスタート時の電流を逆向きにするとともにピーク磁界が第１の減衰振動磁界のピーク磁界とほぼ同一になるように第２の減衰振動電流を流すことにより、前記第１の減衰振動磁界とスタート時の磁界方向が逆向きの第２の減衰振動磁界を前記磁石に印加する第２印加ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３４】
脱磁されるべき磁石又は該磁石を含む磁気回路の磁界印加方向の両端に磁性体を配設することが好ましい。
【００３５】
前記磁性体により磁気閉回路を形成することが好ましい。
【００３６】
また、本発明に係る脱磁装置は、コンデンサ及び脱磁コイルを有し、前記コンデンサから前記脱磁コイルに減衰振動電流を流す放電回路と、前記コンデンサを充電する充電回路と、前記コンデンサから前記脱磁コイルに流す減衰振動電流のスタート時の電流の向きを切り換えるための切換手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、希土類磁石単体、希土類磁石含有磁気回路ないし該磁気回路内蔵品の脱磁が、必要最高減磁界ならびに脱磁磁界強度を低減しつつ処理時間の短縮が可能となり、脱磁が困難のために実施困難な廃棄物中からの希土類磁石の回収等が安全かつ容易に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る脱磁装置の第１実施形態を示す回路図である。
【図２】エアコン用モータの磁石埋設型ロータに磁性体を適用する例を示す斜視図である。
【図３】エアコン用モータの磁石埋設型ロータに磁性体を適用する他の例を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る脱磁方法を説明するための第１の減衰振動磁界の磁界強度を示すグラフである。
【図５】図４の第１の減衰振動磁界に続けて印加された第２の減衰振動磁界の磁界強度を示すグラフである。
【図６】図５の第２の減衰振動磁界に続けて、更に印加された減衰振動磁界の磁界強度を示すグラフである。
【図７】本発明に係る脱磁装置の第２実施形態を示す回路図である。
【図８】本発明に係る脱磁装置の第３実施形態を示す回路図である。
【図９】本発明に係る脱磁装置の第４実施形態を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施例と比較例の脱磁方法による、印加磁界のピーク値と磁石表面磁束密度との関係を示すグラフである。
【図１１】コイル軸方向の磁石両端部に磁性体を配設した例を示す模式図である。
【図１２】直角脱磁による印加磁界、磁石配向方向、及び磁化との関係を示す概念図である。
【図１３】従来の脱磁装置を示す回路図である。
【図１４】図１３の従来の脱磁装置による減衰振動磁界を示すグラフである。
【図１５】平行脱磁と直角脱磁による、脱磁磁界強度と磁石残留磁気との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明に係る脱磁方法及び脱磁装置の実施形態について、以下に図１〜図１１を参照して説明する。なお、全実施形態を通じて、同様の構成部分には同符号を付した。
【００４０】
図１は、本発明に係る脱磁装置の第１実施形態を示す回路図である。脱磁装置１Ａは、コンデンサ３を充電するための充電回路２と、コンデンサ３と脱磁コイル４とを含みコンデンサ３から脱磁コイル４に減衰振動電流を流すことにより脱磁コイル４に減衰振動磁界を発生させる放電回路５と、を備え、さらに、後述するように、コンデンサ３から脱磁コイル４に流す減衰振動電流のスタート時の電流の向きを切り換えるための切換手段を備えている。
【００４１】
コンデンサ３を充電する充電回路２は、商用電源６に一次側コイル７ａが接続される昇圧用トランス７と、商用電源６の一方端子と一次側コイル７ａの一方端子との間に逆並列接続されＳＣＲ素子８ａ、８ｂからなる交流位相制御回路８と、昇圧用トランス７の二次側コイル７ｂの両端子間に接続されて昇圧された交流を全波整流する両波整流回路９と、両波整流回路９の直流出力端子間に接続された電圧検出回路１０と、を備えている。電圧検出回路１０の両端子間にコンデンサ３が接続され、電圧検出回路１０はコンデンサ３の充電電圧を検出する。
【００４２】
放電回路５は、コンデンサ３と、コンデンサ３の両電極間に接続された脱磁コイル４とを含む。
【００４３】
放電回路５には、コンデンサ３の第１電極３ａと脱磁コイル４の一端４ａに接続されてコンデンサ３の第１電極３ａから脱磁コイル４の一端４ａに電流を流す第１スイッチング素子１１と、第１スイッチング素子１１と逆並列接続されて第１スイッチング素子１１と逆方向に電流を流す第２スイッチング素子１２と、コンデンサ３の第２電極３ｂと脱磁コイル４の他端４ｂに接続されてコンデンサ３の第２電極３ｂから脱磁コイル４の他端４ｂに電流を流す第３スイッチング素子１３と、第３スイッチング素子１３と逆並列接続されて第３スイッチング素子１３と逆方向に電流を流す第４スイッチング素子１４と、コンデンサ３の第１電極３ａと脱磁コイル４の他端４ｂに接続されてコンデンサ３の第１電極３ａから脱磁コイル４の他端４ｂに電流を流す第５スイッチング素子１５と、第５スイッチング素子１５と逆並列接続されて第５スイッチング素子１５と逆方向に電流を流す第７スイッチング素子１５’と、脱磁コイル４の一端４ａとコンデンサ３の第２電極３ｂに接続されて脱磁コイル４の一端４ａからコンデンサ３の第２電極３ｂに電流を流す第６スイッチング素子１６と、第６スイッチング素子１６と逆並列接続されて第６スイッチング素子１６と逆方向に逆方区に電流を流す第８スイッチング素子１６’と、第１〜第８スイッチング素子１１、１２、１３、１４、１５、１５’、１６、１６’を制御して脱磁コイル４に減衰振動磁界を印加する制御装置１７とを、備えている。
【００４４】
脱磁コイル４には一般に空心コイルが用いられ、第１〜第８スイッチング素子１１、１２、１３、１４、１５、１５’、１６、１６’は、サイリスタ（ＳＣＲ）が用いられる。なお、第５スイッチング素子１５は、一端（アノード側）が、第１スイッチング素子１１（及び第２スイッチング素子１２）とコンデンサ３の第１電極３ａとの間の接続点に接続されるとともに、他端（カソード側）が、第３スイッチング素子１３（及び第４スイッチング素子１４）と脱磁コイルの他端４ｂとの間の接続点に接続されている。第７スイッチング素子１５’は、一端（カソード側）が、第１スイッチング素子１１（及び第２スイッチング素子１２）とコンデンサ３の第１電極３ａとの間の接続点に接続されるとともに、他端（アノード側）が、第３スイッチング素子１３（及び第４スイッチング素子１４）と脱磁コイル４の他端４ｂとの間の接続点に接続されている。また、第６スイッチング素子１６は、一端（アノード側）が、第１スイッチング素子１１（及び第２スイッチング素子１２）と脱磁コイル４の一端４ａとの間の接続点に接続されるとともに、他端（カソード側）が、第３スイッチング素子１３（及び第４スイッチング素子１４）とコンデンサ３の第２電極３ｂとの間の接続点に接続されている。第８スイッチング素子１６’は、一端（カソード側）が第１スイッチング素子１１（及び第２スイッチング素子１２）と脱磁コイル４の一端４ａとの間の接続点に接続されるとともに、他端（アノード側）が、第３スイッチング素子１３（及び第４スイッチング素子１４）とコンデンサ３の第２電極３ｂとの間の接続点に接続されている。
【００４５】
次に、上記構成を有する脱磁装置を用いた脱磁方法について説明する。本発明の脱磁方法では、脱磁すべき希土類磁石の磁石配向方向に対して脱磁コイルの減磁界が直角になるように、脱磁すべき希土類磁石を配置する。
【００４６】
例えばエアコン用モータのロータは、埋込磁石型ロータ（以下、ＩＰＭＰ：Interior Permanent Magnet Rotor）であり、図２に示すように、４つの板状の希土類永久磁石Ｍが積層鋼板（鉄芯）Ｃの中に抱き込まれる構造である。したがって、磁石配向方向が該ロータの径方向にあるため、ＩＰＭＲを分解することなくそのまま脱磁するためには、空心脱磁コイル４の軸方向とＩＰＭＲの軸が平行になるようにコイルをセットして固定することにより、脱磁すべき磁石の磁石配向方向に対して脱磁コイル４に発生させる磁界の方向が直角になるように配置される。
【００４７】
また、脱磁の際に、図２に仮想線で示すように、脱磁すべき磁石の磁界印加方向の両端に磁性体Ｋ、Ｋを補助ヨークとして固定しても良い。磁性体Ｍ、Ｍは、積層ケイ素鋼板で構成することが好ましい。また、脱磁すべき磁石の磁界印加方向の両端に磁性体Ｋは、図３に仮想線で示すように、磁気閉回路を構成する保磁子（keeper）の形態として、磁石表面に磁荷が現れないようにすることが好ましい。
【００４８】
このようにして被脱磁物を図１に示した脱磁コイル４中に固定しておいて、商用電源６から、昇圧トランス７、両波整流回路９を介して制御された電圧がコンデンサ３を充電する。このとき、放電回路５の第１〜第８スイッチング素子１１、１２、１３、１４、１５、１５’、１６、１６’はオフとなっている。コンデンサ３の電圧が設定電圧に達して充電が完了したことを電圧検出回路１０が検出すると、制御装置１７の指令により、交流位相制御回路８で商用電源６とコンデンサ３とが電気的に切り離される。
【００４９】
充電完了後、制御装置１７の制御指令により、第５スイッチング素子１５、第６スイッチング素子１６、第７スイッチング素子１５’、及び、第８スイッチング素子１６’をオフにしておいて非通電状態とする一方、第１スイッチング素子１１、第２スイッチング素子１２、第３スイッチング素子１３、及び、第４スイッチング素子１４をオンにして導通状態とし、コンデンサ３に充電されていた電荷を放電する。
【００５０】
コンデンサ３からの放電により、コンデンサ３の第１電極３ａ→第１スイッチング素子１１→脱磁コイル４→第４スイッチング素子１４へと一方向（正方向）電流が流れ、流れていた電流が零になろうとするとそれを妨げようとして自己誘導が脱自コイル４に生じ、自己誘導により生じた誘導電流によってコンデンサ３に逆の電荷が充電され始め、発生したエネルギーが全て充電されると、コンデンサ３の第２電極３ｂ→第３スイッチング素子１３→脱磁コイル４→第２スイッチング素子１２へと逆方向（負方向）の電流が流れ始める。そして、コンデンサ３と脱磁コイル４によるＬＣＲ共振電流によって脱磁コイル４に交互に逆の電流が発生するが、この電流は放電回路５の抵抗成分等により徐々に減衰する。このようにして、最初の（第１の）減衰振動電流を脱磁コイル４に流すことにより、図４に示すように、脱磁コイル４に最初の（第１の）減衰振動磁界Ｍ１を発生させる。
【００５１】
最初の（第１の）減衰振動磁界が徐々に減衰して零になった後、即ちコンデンサ３の電圧が零になったことを電圧検出器１０が検出すると、制御装置１７の指令により、第１スイッチング素子１１、第２スイッチング素子１２、第３スイッチング素子１３、及び、第４スイッチング素子１４をオフにし（第５スイッチング素子１５、第６スイッチング素子１６、第７スイッチング素子１５’、及び、第８スイッチング素子１６’はオフのまま）、上記と同様の制御により、最初の（第１の）減衰振動磁界の場合と同じ設定電圧になるまでコンデンサ３を再充電し、前記設定電圧を電圧検出器１０が検出すると、交流位相制御回路８のサイリスタ素子８ａ、８ｂがオフ（非導通）とされ、再充電が完了する。
【００５２】
再充電完了後、制御装置１７の指令により、第１スイッチング素子１１、第２スイッチング素子１２、第３スイッチング素子１３、及び、第４スイッチング素子１４はオフ（非導通）にしておいて、第５スイッチング素子１５、第６スイッチング素子１６、第７スイッチング素子１５’、及び、第８スイッチング素子１６’をオン（導通）にし、第２の減衰振動電流を脱磁コイル４に流して第２の減衰振動磁界を脱磁コイル４に発生させる。
【００５３】
第２の減衰振動電流は、スタート時にはコンデンサ３の第１電極３ａ→第７スイッチング素子１５’→脱磁コイル４→第６スイッチング素子１６へと逆方向（負方向）に流れ、次いで、減衰した電流がコンデンサ３の第２電極３ｂ→第８スイッチ素子１６’→脱磁コイル４→第７スイッチ素子１５’へと正方向に流れ、その後、交互に逆方向に減衰した電流が流れて、図５に示すように、スタート時の磁界強度が逆向きでピーク磁界がほぼ同レベルの減衰振動磁界Ｍ２を発生させる。
【００５４】
上記のようにして、第２の減衰振動電流のスタート時の電流の方向が第１の減衰振動電流のスタート時の電流の方向と逆方向に切り換えられる切換手段が構成されている。
【００５５】
第１及び第２の減衰振動磁界のピーク値は、脱磁すべき磁石の材質、寸法、形状等によって異なるが、例えば、脱磁すべき磁石の保磁力Ｈｃｊを参照して設定され得る。減衰振動磁界は、コンデンサ３の充電電圧を制御することにより、図６に示すように、減衰振動磁界のピーク値を減少させて複数回印加することもできる。図６において、第３の減衰振動磁界Ｍ３と第４の減衰振動磁界Ｍ４は、スタート時の消磁界の向きが逆で、ピーク値はほぼ同じとなっている。
【００５６】
図７は、本発明に係る脱磁装置の第２実施態様を示す回路図である。図７に示す脱磁装置１Ｂは、コンデンサ３が、並列接続された第１コンデンサ３１と第２コンデンサ３２とを備え、第２コンデンサ３２に直列接続により設けたスイッチ１８により、コンデンサ３の容量を切換可能となっている。その他の構成は図１と同様であるので詳細な説明を省略する。スイッチ１８は、制御装置１７の制御指令に基づいて開閉制御されるか、或いは図示しないが、ナイフスイッチ等により構成して手動で開閉される。
【００５７】
脱磁に使われるエネルギーは、（１／２）ＣＶ２であるが、このエネルギーが磁気エネルギーに変換され、最終的には熱エネルギーとなるが、主として脱磁コイル４中で消費され、脱磁コイル４の発熱となるため、コンデンサ３の容量Ｃは小さい方がよい。そこで、スイッチ１８を遮断して、適当なコンデンサ容量に切り換えることが好ましい。コンデンサ容量の切換手段は、図７に示すものに限らない。
【００５８】
図８は、本発明に係る脱磁装置の第３実施態様を示す回路図である。第３実施形態の脱磁装置１Ｃは、第２実施形態から、第３〜第８スイッチング素子を取り外し、コンデンサ３から脱磁コイル４に流す減衰振動電流のスタート時の電流の向きを切り換えるための切換手段として回路切換用開閉器（スイッチ）１９を用いた形態であり、その他の構成は第２実施形態と同様である。第３実施形態の脱磁装置１Ｃは、最初の（第１の）減衰振動電流を流す際には回路切換用開閉器１９を接点１９ａ、１９ｃに接続しておき、再充電後に第２の減衰振動電流を流す際には回路切換用開閉器１９を切り換えて接点１９ｂ、１９ｄに接続する。開閉器１９は、例えば切換用ナイフスイッチ等を用いることができる。
【００５９】
図９は、本発明に係る脱磁装置の第４実施形態を示す回路図である。第４実施形態の脱磁装置１Ｄは、回路切換用開閉器１９Ａが、放電回路側ではなく、充電回路２に設けられている例を示している。コンデンサ３は双極性コンデンサが用いられ、回路切換用開閉器１９Ａの接点切換により、充電時に電荷が蓄えられる側の電極が切り換えられることにより、コンデンサ３から脱磁コイル４に流す減衰振動電流のスタート時の電流の向きを切り換えるための切換手段が構成されている。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。但し、本発明は、各例によって、限定されるものではない。
【００６１】
図１に示すような脱磁装置１Ａを用い、４ｍｍ×１４ｍｍ×１０ｍｍ（磁石配向方向：４ｍｍの辺に沿う方向）、保磁力Ｈｃｊ＝３５ｋＯｅ（２７９０ｋＡ／ｍ）のＮｄＦｅＢ磁石を、内径４０ｍｍの空心脱磁コイル内に、磁石配向方向がコイル軸に直交するように配置した。コンデンサ容量は、２０００μＦのものを用いて、減衰振動磁界を印加し、ピーク磁界Ｈｐを３５ｋＯｅ（２７９０ｋＡ／ｍ）弱から１００ｋＯｅ（７９６０ｋＡ／ｍ）弱まで変化させて、脱磁界強度と残留表面磁束密度との関係を求めた。残留磁束密度はガウスメータで測定した。
【００６２】
本発明の実施例１では、本発明の上記第１実施形態で説明した方法で、第１の減衰振動磁界を印加した後、第２の減衰振動磁界を印加した。比較例１では、第１の減衰振動磁界のみを印加し、第２の減衰振動磁界を印加しなかった。
【００６３】
実施例１及び比較例の測定結果を図１０に示す。磁石が鉄板に吸着しなくなるまで脱磁するために必要とされる脱磁界強度のピーク磁界Ｈｐは、比較例では９０ｋＯｅであったが、実施例１では８０ｋＯｅ（６３７０ｋＡ／ｍ）であり、必要磁界強度を低減させることができた。磁界が鉄板に吸着しない脱磁条件での必要時間は、比較例で１０秒、実施例１で２０秒であった。
【００６４】
次に、本発明の実施例２として、図１１に示すように脱磁コイル４のコイル軸方向の磁石Ｍ両端部に磁性体Ｋ、Ｋを配設し、それ以外は実施例１と同条件で脱磁界強度と残留表面磁束密度との関係を求め、図１０に測定結果を示した。実施例２では、磁石が鉄板に吸着しない程度に脱磁するには６７ｋＯｅ（５３３０ｋＡ／ｍ）でよく、必要磁界強度を実施例１より低減させることができ、脱磁対象磁石の保磁力Ｈｃｊの２倍（７０ｋＯｅ）より小さい磁界で良好な脱磁ができた。
【００６５】
次に、家庭用エアコンモータのロータＩＰＭＲについても、実施例３，４及び比較例２について脱磁試験を行った。脱磁装置は図１に示した脱磁装置を用い、空心脱磁コイルは内径７０ｍｍ、コンデンサは容量４０００μＦのものを用い、ロータＩＰＭＲのロータ軸をコイル軸に平行になるように脱磁コイル中にセットし固定した。
【００６６】
実施例３では、本発明の上記第１実施形態で説明した方法で、第１の減衰振動磁界をロータＩＰＭＲに印加した後、第２の減衰振動磁界をロータＩＰＭＲに印加した。比較例２では、第１の減衰振動磁界のみをロータＩＰＭＲに印加し、第２の減衰振動磁界を印加しなかった。更に実施例４では、ロータＩＰＭＲの両端面に積層ケイ素鋼板のロータＩＰＭＲと同寸法の磁性体物を配設して、第３実施例と同条件で第１の減衰振動磁界と第２の減衰振動磁界を印加した。
【００６７】
実施例３，４及び比較例２について、脱磁後のロータＩＰＭＲが鉄板に全く吸着しない状態が得られた減衰振動磁界の磁界ピーク値Ｈｐを表１に示す。
【００６８】
【表１】
2015035558.tif 000003
【００６９】
表１から明らかなように、本発明の実施例３，４では、直角脱磁に必要とされるピーク磁界が大幅に低減され、コイル発熱問題も回避することができた。また、良好な脱磁条件での必要な時間は、比較例２で約１０秒、実施例３，４で約２０秒であった。なお、この時の磁石の保磁力Ｈｃｊ≒３０ｋＯｅである。本発明の実施例４では、必要脱磁界強度が、脱磁される磁石の保磁力Ｈｃｊの１．８７倍であり、従来の常識的数値である２倍を切る低い脱磁界が実現された。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、希土類磁石自体、希土類磁石含有回路、希土類磁石を内蔵しているエアコン用圧縮機のロータ、ＨＤＤ等の希土類磁石内蔵機器のリサイクル、廃棄物処理等に利用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  脱磁装置
２  充電回路
３  コンデンサ
４  脱磁コイル
５  放電回路
１７  制御装置
１９、１９Ａ  切換用開閉器
Ｋ  磁性体
Ｍ  磁石
【図１】
2015035558.tif 000004
【図２】
2015035558.tif 000005
【図３】
2015035558.tif 000006
【図４】
2015035558.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2015035558.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
2015035558.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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