(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁石片を受容する複数の溝を有する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトに受容された前記複数の磁石片を押さえる押えベルトと、
前記搬送ベルトおよび押えベルトによって規定される搬送経路の途中に設けられた少なくとも１の第１遊星ブラシおよび少なくとも１つの第２遊星ブラシとを備え、
前記少なくとも１つの第１遊星ブラシと前記少なくとも１つの第２遊星ブラシとは、前記搬送経路に対して互いに反対側に配置されており、かつ、前記少なくとも１つの第１遊星ブラシと前記少なくとも１つの第２遊星ブラシとは互いに対面しないように配置されている、面取り装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの第１遊星ブラシおよび前記少なくとも１つの第２遊星ブラシは、それぞれ複数の回転ブラシを有し、
前記少なくとも１つの第１遊星ブラシは、前記搬送経路に沿って配列された２つの第１遊星ブラシであって、２つの第１遊星ブラシのそれぞれが有する前記複数の回転ブラシの公転方向は互いに逆であり、前記複数の回転ブラシの自転方向も互いに逆である２つの第１遊星ブラシを含み、
前記少なくとも１つの第２遊星ブラシは、前記搬送経路に沿って配列された２つの第２遊星ブラシであって、２つの第２遊星ブラシのそれぞれが有する前記複数の回転ブラシの公転方向は互いに逆であり、前記複数の回転ブラシの自転方向も互いに逆である２つの第２遊星ブラシを含む、請求項１に記載の面取り装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第１遊星ブラシが有する前記複数の回転ブラシの公転方向と自転方向とは互いに逆であり、
前記少なくとも１つの第２遊星ブラシが有する前記複数の回転ブラシの公転方向と自転方向とは互いに逆である、請求項２に記載の面取り装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１遊星ブラシおよび前記少なくとも１つの第２遊星ブラシに、前記搬送経路を介して対面するように配置された第１および第２基準ガイド壁をさらに有する、請求項１から３のいずれかに記載の面取り装置。
【請求項５】
前記複数の溝のそれぞれは、約９０°を成す２つの斜面で構成された三角溝である、請求項１から４のいずれかに記載の面取り装置。
【請求項６】
複数の磁石片を用意する工程と、
請求項１から５のいずれかに記載の面取り装置を用意する工程と、
前記搬送ベルトの前記複数の溝に、前記複数の磁石片をそれぞれの両端が溝から突き出るように収容させる工程と、
前記搬送ベルトの前記複数の溝に収容された前記複数の磁石片を前記押えベルトで押えながら搬送する工程と、
搬送されている前記複数の磁石片に前記少なくとも１つの第１遊星ブラシを接触させることによって面取りする第１面取り工程と、
前記第１面取り工程の後で、搬送されている前記複数の磁石片に前記少なくとも１つの第２遊星ブラシを接触させることによって面取りする第２面取り工程と
を包含する、面取り方法。
【請求項７】
前記第１面取り工程および前記第２面取り工程は、前記複数の磁石片と前記少なくとも１つの第１遊星ブラシまたは前記少なくとも１つの第２遊星ブラシとが接触する部分に、クーラントを供給する工程を包含する、請求項６に記載の面取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類焼結磁石片の面取り装置および方法、ならびにそれを用いた希土類焼結磁石の製造方法に関する。本発明は、特に、希土類焼結磁石の内のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石、その中でも特に、軽希土類元素ＲＬ（ＮｄおよびＰｒの少なくとも１種）を主たる希土類元素Ｒとして含有し、かつ、重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも１種）を内部に拡散させることによって保磁力を向上させた、Ｒ2Ｔ14Ｂ型化合物（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅを含む遷移金属元素）を主相として有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造に好適に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ型化合物を主相とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）や、電気自動車用（ＥＶ、ＨＶ、ＰＨＶなど）モータ、産業機器用のモータ等の各種モータや家電製品等に使用されている。Ｎｄの一部または全部は他の希土類元素に置き換えられても良く、Ｆｅの一部は他の遷移金属元素に置き換えられても良いため、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ型化合物は、Ｒ2Ｔ14Ｂ型化合物と表現される場合がある。なお、Ｂの一部はＣ（炭素）に置き換えられ得る。
【０００３】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、高温で保磁力が低下するため、不可逆熱減磁が起こる。不可逆熱減磁を回避するため、モータ用等に使用する場合、高温下でも高い保磁力を維持することが要求されている。これを満足するためには、常温での保磁力を高めるか、もしくは要求温度までの保磁力変化を小さくする必要がある。
【０００４】
Ｒ2Ｔ14Ｂ型化合物相中の軽希土類元素ＲＬであるＮｄを重希土類元素ＲＨ（主にＤｙ、Ｔｂ）で置換すると、保磁力が向上することが知られている。高温で高い保磁力を得るためには、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用の原料合金中に重希土類元素ＲＨを多く添加することが有効であると考えられてきた。しかし、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、軽希土類元素ＲＬ（Ｎｄ、Ｐｒ）を重希土類元素ＲＨで置換すると、保磁力が向上する一方、残留磁束密度が低下してしまうという問題がある。また、重希土類元素ＲＨは希少資源であるため、その使用量を削減することが求められている。
【０００５】
そこで、近年、残留磁束密度を低下させないように、より少ない重希土類元素ＲＨによってＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の保磁力を向上させることが検討されている。本願出願人は、既に特許文献１において、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石片の表面にＤｙ等の重希土類元素ＲＨを供給しつつ、重希土類元素ＲＨを焼結磁石片の内部に拡散させる（以下「蒸着拡散」という）方法を開示している。
【０００６】
特許文献１の方法では、処理室内において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片と重希土類元素ＲＨからなるＲＨバルク体とを離間して配置する必要があるため、配置のための工程に手間がかかり、量産性に劣るという問題がある。また、ＤｙやＴｂの供給が昇華によってなされるため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片への拡散量を増加してより高い保磁力を得るには長時間を要する場合がある。
【０００７】
そこで、本願出願人は、特許文献２に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片を準備する工程と、重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも１種）の金属または合金からなるＲＨ拡散源を準備する工程と、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片とＲＨ拡散源とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室内に装入する工程と、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片とＲＨ拡散源とを処理室内にて連続的または断続的に移動させながら、５００℃以上８５０℃以下の熱処理を１０分以上行うＲＨ拡散工程とを包含する、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法を開示した。
【０００８】
特許文献２の方法によれば、５００℃以上８５０℃以下という温度にも関わらず、ＲＨ拡散源がＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片と近接または接触するため、ＲＨ拡散源から重希土類元素ＲＨが供給され、粒界を通じてその内部に拡散することができる。
【０００９】
本願出願人は、さらに、特許文献３に、希土類元素の含有量によって定義されるＲ量が３１質量％以上３７質量％以下であるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片を準備する工程と、重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方）および３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有するＲＨ拡散源を準備する工程と、焼結磁石片とＲＨ拡散源とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室内に装入する工程と、焼結磁石片とＲＨ拡散源とを処理室内にて連続的または断続的に移動させながら、焼結磁石片およびＲＨ拡散源を７００℃以上１０００℃以下の処理温度に加熱するＲＨ拡散工程とを包含する、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法を開示した。
【００１０】
特許文献３に記載の製造方法によると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片（ＲＨ拡散工程実施前の磁石）内部に短時間で重希土類元素ＲＨを拡散し、Ｂrを低下させることなくＨcJを向上させることができる。また、７００℃以上１０００℃以下の広い温度域のＲＨ拡散工程でもＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片とＲＨ拡散源とが溶着を起こさず、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片の内部に重希土類元素ＲＨを拡散することができる。
【００１１】
参考のために特許文献２および３の開示内容の全てを本明細書に援用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２００７／１０２３９１号
【特許文献２】国際公開第２０１１／００７７５８号
【特許文献３】国際公開第２０１３／１０８８３０号
【特許文献４】特開２００２−１２０１３３号公報
【特許文献５】特開２０１４−２０８３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２および３に記載されている製造装置では、拡散処理のために、焼結磁石片、ＲＨ拡散源およびオプショナルな撹拌補助部材（拡散処理において撹拌補助部材は必ずしも必要ではなく、任意で用いることができる）が投入された円筒状の処理室を回転させる際に、回転速度を制限しても、焼結磁石片同士の接触による焼結磁石片の欠けが発生する場合がある。
【００１４】
特に、近年需要が高まっている自動車の動力源用のモータや産業機器用モータに使用される焼結磁石片は、小型で長尺な形状（例えば、長さ５０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ５ｍｍ）を有しており、特に欠けが発生しやすい。
【００１５】
本発明者は、小型で長尺な形状（板状の直方体）の焼結磁石片の欠けの発生を抑制するために、拡散処理室に焼結磁石片を投入する前に、両側端面（上記例では１０ｍｍ×５ｍｍの面）のＲ面取り（曲面状面取り）をしておくことが有効であることを見出した。本出願人は、希土類焼結磁石片のＲ面取り方法として、ブラシを用いた面取り方法を例えば特許文献４および５に開示している。特許文献５のＲ面取り方法によると、ダイヤモンド砥粒と金属粒とを含む樹脂で形成された弾性毛材を有するブラシを用いることによって、従来のブラシを用いるよりも効率的に希土類磁石片の面取りをすることができる。参考のために特許文献４および５の開示内容の全てを本明細書に援用する。
【００１６】
しかしながら、特許文献４および５に記載の方法は、個々の磁石片を治具で保持した状態で、回転するブラシを接触させるので、磁石片を治具に固定する作業が必要であり、大量の焼結磁石片を効率良くＲ面取りすることができなかった。
【００１７】
そこで、本発明は、従来よりも効率良く磁石の両側端面４辺のＲ面取りをすることができる装置および方法、ならびにそれを用いた希土類焼結磁石の製造方法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】
【００１８】
本発明の実施形態による面取り装置は、複数の磁石片を受容する複数の溝を有する搬送ベルトと、  前記搬送ベルトに受容された前記複数の磁石片を押さえる押えベルトと、前記搬送ベルトおよび押えベルトによって規定される搬送経路の途中に設けられた少なくとも１の第１遊星ブラシおよび少なくとも１つの第２遊星ブラシとを備え、前記少なくとも１つの第１遊星ブラシと前記少なくとも１つの第２遊星ブラシとは、前記搬送経路に対して互いに反対側に配置されており、かつ、前記少なくとも１つの第１遊星ブラシと前記少なくとも１つの第２遊星ブラシとは互いに対面しないように配置されている。
【００１９】
ある実施形態において、前記少なくとも１つの第１遊星ブラシおよび前記少なくとも１つの第２遊星ブラシは、それぞれ複数の回転ブラシを有し、前記少なくとも１つの第１遊星ブラシは、前記搬送経路に沿って配列された２つの第１遊星ブラシであって、２つの第１遊星ブラシのそれぞれが有する前記複数の回転ブラシの公転方向は互いに逆であり、前記複数の回転ブラシの自転方向も互いに逆である２つの第１遊星ブラシを含み、前記少なくとも１つの第２遊星ブラシは、前記搬送経路に沿って配列された２つの第２遊星ブラシであって、２つの第２遊星ブラシのそれぞれが有する前記複数の回転ブラシの公転方向は互いに逆であり、前記複数の回転ブラシの自転方向も互いに逆である２つの第２遊星ブラシを含む。
【００２０】
ある実施形態において、前記少なくとも１つの第１遊星ブラシが有する前記複数の回転ブラシの公転方向と自転方向とは互いに逆であり、前記少なくとも１つの第２遊星ブラシが有する前記複数の回転ブラシの公転方向と自転方向とは互いに逆である。
【００２１】
ある実施形態において、前記少なくとも１つの第１遊星ブラシおよび前記少なくとも１つの第２遊星ブラシに、前記搬送経路を介して対面するように配置された第１および第２基準ガイド壁をさらに有する。
【００２２】
ある実施形態において、前記複数の溝のそれぞれは、約９０°を成す２つの斜面で構成された三角溝である。
【００２３】
本発明の実施形態による面取り方法は、複数の磁石片を用意する工程と、上記のいずれかに記載の面取り装置を用意する工程と、前記搬送ベルトの前記複数の溝に、前記複数の磁石片のそれぞれを両端が溝から突き出るように収容させる工程と、前記搬送ベルトの前記複数の溝に収容された前記複数の磁石片を前記押えベルトで押えながら搬送する工程と、搬送されている前記複数の磁石片に前記少なくとも１つの第１遊星ブラシを接触させることによって面取りする第１面取り工程と、前記第１面取り工程の後で、搬送されている前記複数の磁石片に前記少なくとも１つの第２遊星ブラシを接触させることによって面取りする第２面取り工程とを包含する。
【００２４】
ある実施形態において、前記第１面取り工程および前記第２面取り工程は、前記複数の磁石片と前記少なくとも１つの第１遊星ブラシまたは前記少なくとも１つの第２遊星ブラシとが接触する部分に、クーラントを供給する工程を包含する。
【００２５】
本発明の実施形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、希土類元素の含有量によって定義されるＲ量が２９質量％以上４０質量％以下であるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁石片を準備する工程と、前記磁石片を上記の面取り方法によって面取りする工程と、重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方）を含有するＲＨ拡散源を準備する工程と、拡散処理装置に面取りされた前記磁石片と前記ＲＨ拡散源とを投入する工程と、前記磁石片と前記ＲＨ拡散源とを前記拡散処理装置内にて連続的または断続的に移動させながら、前記磁石片および前記ＲＨ拡散源を７００℃以上１０００℃以下の処理温度に加熱するＲＨ拡散工程とを包含する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の実施形態によると、従来よりも効率良く磁石の両側端面４辺のＲ面取りをすることが可能な面取り装置および方法、ならびにそれを用いた希土類焼結磁石の製造方法が提供される。本発明の実施形態による面取り装置および方法は、拡散処理工程の前処理としてだけでなく、公知の他の面取り装置および方法に代えて、または、併せて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態による面取り装置１００の模式的な平面図であり、（ｂ）は模式的な部分側面図である。
【図２】面取り装置１００が有する遊星ブラシ１０ａと搬送ベルト２０および押えベルト３０との配置関係を示す模式図である。
【図３】（ａ）は遊星ブラシ１０が有する回転ブラシ１４の模式図であり、（ｂ）は回転ブラシ１４のブラシ部分の模式図である。
【図４】（ａ）は面取り装置１００が有する搬送ベルト２０の模式的な斜視図であり、（ｂ）は搬送ベルト２０が焼結磁石片１を受容している状態を示す模式図である。
【図５】（ａ）は面取り装置１００が有する押えベルト３０の模式的な側面図であり、（ｂ）は他の押えベルト３０ａの模式的な側面図である。
【図６】面取り装置１００に供給コンベア装置５０から磁石片１を供給する工程を示す模式的な側面図である。
【図７】面取り装置１００の後段に配置される乾燥機６０の構成を示す模式的な断面図である。
【図８】本発明による実施形態の焼結磁石の製造方法に用いられ得る拡散処理装置の模式図である。
【図９】（ａ）はＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片１の模式的な斜視図であり、（ｂ）はＲＨ拡散源２ａの模式的な斜視図であり、（ｃ）は撹拌補助部材２ｂの模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による面取り装置１００およびそれを用いた面取り方法ならびに、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法を説明する。ここでは、上述の拡散処理工程の前処理としての面取り方法およびそれを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法を説明する。なお、本発明の実施形態は、以下に例示するものに限られない。
【００２９】
図１（ａ）に、本発明の実施形態による面取り装置１００の模式的な平面図を示し、図１（ｂ）に面取り装置１００の模式的な部分側面図を示す。
【００３０】
図１（ａ）に示す様に、面取り装置１００は、遊星ブラシ１０ａ、１０ｂと、搬送ベルト２０と、押えベルト３０とを備えている。搬送ベルト２０および押えベルト３０は、磁石片の搬送経路を規定する。磁石片は、例えば、図９（ａ）に示すＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片（以下、「磁石片」という。）１のように、例えば、小型で長尺な形状（例えば、長さ５０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ５ｍｍ）を有している。搬送ベルト２０および押えベルト３０は、例えば、図１（ｂ）に示すように、それぞれエンドレスベルトであり、搬送ベルト２０と押えベルト３０との間に磁石片１を保持した状態で、連続的に矢印の方向（図中右から左）へ磁石片１を搬送する。
【００３１】
搬送経路の途中に、遊星ブラシ１０ａおよび遊星ブラシ１０ｂが配置されている。遊星ブラシ１０ａおよび遊星ブラシ１０ｂは同種の遊星ブラシ１０であってよい。遊星ブラシ１０ａと遊星ブラシ１０ｂとは、搬送経路に対して互いに反対側に配置されている。また、遊星ブラシ１０ａと遊星ブラシ１０ｂとは互いに対面しないように配置されている。すなわち、搬送経路の異なる位置に配置されており、ここでは、遊星ブラシ１０ｂは、遊星ブラシ１０ａよりも搬送経路の下流側に配置されている。
【００３２】
搬送経路の同じ位置の両側に遊星ブラシ１０ａと遊星ブラシ１０ｂを互いに対向するように配置すると、磁石片１が両側の遊星ブラシ１０ａおよび１０ｂから押されるので、磁石片１と遊星ブラシ１０ａおよび遊星ブラシ１０ｂとの位置関係が一定に保たれないことがある。それによって、磁石片１の一方の端部が遊星ブラシ１０ａまたは遊星ブラシ１０ｂに深く埋もれたり、逆に磁石片１と遊星ブラシ１０ａまたは遊星ブラシ１０ｂとの接触が不十分となったりして、磁石片１の端面が十分にＲ面取りされないことがある。
【００３３】
遊星ブラシ１０ａと遊星ブラシ１０ｂとを互いに対面しないように、搬送経路の異なる位置に配置することによって上記の不具合の発生を抑制することができる。さらに、図１（ａ）に示す様に、遊星ブラシ１０ａ、１０ｂの反対側に、搬送経路を介して遊星ブラシ１０ａ、１０ｂと対面するように、基準ガイド壁２５ａ、２５ｂを配置すれば、磁石片１の両側端面と遊星ブラシ１０ａ、１０ｂとの位置関係をより確実に一定に保つことができる。遊星ブラシ１０ａ、１０ｂによって磁石片１の一方の端面が面取り加工を受ける間、磁石片１の他方の端面は、基準ガイド壁２５ａ、２５ｂに当接し、位置が固定される。基準ガイド壁２５ａ、２５ｂは、例えば、同種の基準ガイド壁２５でよく、例えば、ステンレス鋼やＭＣナイロン（クオドラント ポリペンコ社の製品名）やニューライト（超高分子量ポリエチレン）などのプラスチックの板を用いることができる。
【００３４】
遊星ブラシ１０ａ、１０ｂは、図９（ａ）に示した板状直方体の磁石片１の両側の端面の４つの辺１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄとこれらの辺によって形成される角を選択に面取りする。特許文献２や特許文献３に記載の方法でＲＨ拡散を行う場合、磁石片１の全ての辺を面取りしなくとも、両側の端面の４つの辺の面取りを行うことによって、ＲＨ拡散処理中の欠けの発生が大幅に抑制されることを、発明者らは見出した。
【００３５】
ここで例示する面取り装置１００は、搬送経路の両側のそれぞれに、搬送方向（図中の矢印Ｃ１で示す。）に沿って配列された２つの遊星ブラシ１０ａおよび２つの遊星ブラシ１０ｂを備えているが、それぞれ１つでもよい。ただし、後述するように、面取りの均一性の観点からは、搬送方向に沿って２つの遊星ブラシ１０ａおよび２つの遊星ブラシ１０ｂを配列し、かつ、２つの遊星ブラシ１０ａが有する回転ブラシの自転方向および公転方向を互いに逆に、２つの遊星ブラシ１０ｂが有する回転ブラシの自転方向および公転方向を互いに逆にすることが好ましい。たとえば加工能力を高めるために、３以上の遊星ブラシ１０ａおよび３以上の遊星ブラシ１０bを配列してもよい。３以上の遊星ブラシ１０ａおよび３以上の遊星ブラシ１０bを配列する場合、隣接する２つの遊星ブラシ１０ａおよび隣接する２つの遊星ブラシ１０bの回転ブラシの自転方向および公転方向を互いに逆にすることが好ましい。
【００３６】
また、面取り装置１００は、いわゆる湿式の装置であり、図１（ｂ）に模式的に示す供給管４４ａ、４４ｂ（４４）から搬送経路上の磁石片１にクーラント（冷却液または研削液と呼ばれることもある。）を供給する。クーラントは、磁石片とブラシとが接触する部分に供給され、研磨粉の発火を防止し、ブラシを冷却するとともに、磁石片の表面にスラッジが滞留するのを防止する。クーラントは不図示のポンプ等によって供給管４４に供給される。供給管４４ａ、４４ｂは、１つの遊星ブラシ１０に対して少なくとも１つ配置すればよい。クーラントとしては、水を主成分とし、界面活性剤および／または合成潤滑剤と、必要に応じて添加される、錆止め剤、非鉄金属防食剤、防腐剤、消泡剤などを含有する水溶性潤滑剤を用いることができる。このように水を主成分とするクーラントを用いれば冷却効果を高めることができる。
【００３７】
面取り装置１００は、必要に応じて任意に設けられるミストコレクター４２ａ、４２ｂを有しても良い。ミストコレクター４２ａ、４２ｂは、同種のミストコレクター４２であってよい。ミストコレクター４２としては市販されている種々の装置を用いることができる。ミストコレクター４２ａ、４２ｂは、遊星ブラシ１０ａ、１０ｂによる面取り加工中に飛散するクーラントのミスト（微細な液滴）を吸引、回収する。回収されたクーラントは再利用することもできる。ミストコレクター４２ａ、４２ｂは、例えば、クーラントの飛散を制限するフードと、吸引装置と、フードと吸引装置とを連結するパイプとを備える。
【００３８】
面取り装置１００には、例えば供給コンベア５０（図６を参照して後述）から、磁石片１が順次、搬送ベルト２０に供給される。面取り装置１００で面取りされた磁石片１は、例えば、乾燥機６０で乾燥される。乾燥機６０は、例えば、メッシュベルトと温風送風機とを有する。乾燥機６０は、磁石片１に付着したクーラントを除去、乾燥させる。面取り装置１００および乾燥機６０はそれぞれ、必要に応じて、外枠７０および８０で覆われる。
【００３９】
図２に、面取り装置１００が有する遊星ブラシ１０ａと搬送ベルト２０および押えベルト３０との配置関係を示す。遊星ブラシ１０ｂと搬送ベルト２０および押えベルト３０との配置関係も実質的に同じである。図３（ａ）に遊星ブラシ１０が有する回転ブラシ１４の模式図を示し、図３（ｂ）に回転ブラシ１４のブラシ部分１６の模式図を示す。
【００４０】
遊星ブラシ１０ａが３つの回転ブラシ１４を有する例を示す。遊星ブラシ１０ａは、２以上の回転ブラシ１４を有せばよい。各回転ブラシ１４は、例えば矢印Ａ１ａで示す方向（反時計回り）または矢印Ａ１ｂで示す方向（時計回り）に回転（自転）する。搬送方向Ｃ１に沿って配列された２つのブラシ１０ａにおける各回転ブラシ１４の自転方向は、例えば、例示するように互いに逆であるが、同じであってもよい。
【００４１】
３つの回転ブラシ１４はブラシ台１２に取り付けられており、ブラシ台１２は、例えば矢印Ａ２ａで示す方向（時計回り）または矢印Ａ２ｂで示す方向（反時計回り）に回転し、各回転ブラシ１４は公転することになる。搬送方向Ｃ１に沿って配列された２つのブラシ１０ａにおけるブラシ台１２の回転方向、すなわち回転ブラシ１４の公転方向は、例えば、例示するように互いに逆であるが、同じであってもよい。２つのブラシ１０ａにおける各回転ブラシ１４の自転方向と公転方向との組合せは任意であってよい。ただし、面取りを均一にするという観点からは、各ブラシ１０ａにおける自転方向Ａ１ａと公転方向Ａ２ａ、および自転方向Ａ１ｂと公転方向Ａ２ｂとは互いに逆であることが好ましい。面取りを均一にするという観点からは、２つのブラシ１０ａにおける自転方向Ａ１ａとＡ１ｂおよび公転方向Ａ２ａとＡ２ｂも互いに逆であることが好ましい。
【００４２】
ブラシ１０ａの公転の回転速度（「公転速度」ということがある。）は、加工効率の観点から１５ｒｐｍ以上６００ｒｐｍ以下が好ましく、例えば３７５ｒｐｍであり、ブラシ１０ａの自転の回転速度（「自転速度」ということがある。）は、加工効率の観点から５０ｒｐｍ以上２１００ｒｐｍ以下が好ましく、例えば１５００ｒｐｍである。自転速度は、公転速度より大きいことが好ましく、例えば、公転速度の概ね３倍から５倍に設定することが好ましい。
【００４３】
回転ブラシ１４は、図３（ａ）に示す様に、モータ１８の軸１８ａに結合されたブラシ部分１６を有する。ブラシ部分１６の外径は例えば１３５ｍｍである。ブラシ部分１６は、多数のブラシ毛材束１６ａを有している。ブラシ毛材束１６ａを構成するブラシ毛材は、例えば、直径が１．２ｍｍで、ダイヤモンド砥粒（メッシュ１００：平均粒径１４９μｍ）およびステンレス鋼粒（メッシュ１００：平均粒径１４９μｍ）をダイヤモンド砥粒１５質量％、ステンレス鋼粒５質量％含む６１２ナイロンで形成された弾性毛材である。ブラシ毛材の毛丈は例えば２５ｍｍである。
【００４４】
このような回転ブラシ１４を有する遊星ブラシ１０を用いて、図１（ａ）に示したように配置し、公転速度を３７５ｒｐｍ、自転速度を１５００ｒｐｍとすると、磁石片１（例えば、５０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍ）を搬送方向Ｃ１に８５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で搬送しながら、所望のＲ面取りを行うことができる。ここで、望ましいＲ面取り量は、例えば、Ｒ値（面取りされた曲面の曲率半径）で約０．３ｍｍ以上である。Ｒ値が約０．３ｍｍ以上であれば、後述する拡散処理工程における欠けの発生を低減できる。磁石片１の位置によってＲ値にばらつきがある場合、Ｒ値の平均値が約０．３ｍｍ以上であることが好ましく、最低値が約０．３ｍｍ以上であることがさらに好ましい。Ｒ値の平均値が約０．３ｍｍ以上となるように面取りを行うことによって良品率を大幅に向上させることができた。ブラシ毛材の切り込み量（ブラシ毛材束１６ａ内に磁石片１の端部が侵入する長さ）は例えば約３ｍｍ以上約７ｍｍ以下である。切り込み量を大きくするとＲ値が大きくなる。例えば、切り込み量が約３ｍｍのとき、Ｒ値の平均値は約０．３ｍｍで、切り込み量が約６ｍｍのとき、Ｒ値の平均値は約０．５ｍｍであった。Ｒ値の上限は特に限定されないが、例えば約１．０ｍｍである。なお、目標とするＲ値に応じて、また、磁石片１の材質、形状等に応じて、上記の条件は適宜変更され得る。
【００４５】
本発明の実施形態による面取り装置１００は、磁石片１を搬送しながら面取りを行うことができる。磁石片１の搬送は、搬送ベルト２０および押えベルト３０との間に磁石片１を保持した状態で行われる。図４および図５参照して、搬送ベルト２０および押えベルト３０の好ましい形態の例を説明する。
【００４６】
図４（ａ）に面取り装置１００が有する搬送ベルト２０の模式的な斜視図を示し、図４（ｂ）に搬送ベルト２０が焼結磁石片１を受容している状態を模式的に示す。
【００４７】
搬送ベルト２０は、磁石片１を受容するキャビティとしての三角溝２４が搬送方向（ベルトの長さ方向）に沿って配列されている。三角溝２４は、斜面２２ａおよび２２ｂによって規定されている。斜面２２ａと斜面２２ｂとがなす角は、例えば約９０°である。斜面２２ａと斜面２２ｂとがなす角が例えば約９０°であると、直方体の磁石片１の直交する２つの面が斜面２２ａおよび斜面２２ｂに接するので、磁石片１が三角溝２４に安定に収容、支持される。磁石片１の形状に応じて、三角溝２４の形状は改変され得る。搬送ベルト２０は、例えば、プラスチックで形成されており、磁石片１の大きさに応じた搬送ベルト２０を比較的安価に容易に作製することができる。プラスチックとしては、例えば、ＭＣナイロンやニューライトを好適に用いることができる。
【００４８】
図４（ｂ）に示すように、磁石片１は、三角溝２４に受容される。そのとき、磁石片１は１０ｍｍ×５０ｍｍの面、および、５ｍｍ×５０ｍｍの面が、斜面２２ａおよび斜面２２ｂのいずれに接触するように収容されてもよい。収容された状態で、磁石片１の両端が三角溝２４の両側から、例えば約１０ｍｍ突き出るように収容される。三角溝２４に対する磁石片１の相対位置は、例えば、磁石片１を供給するためのコンベア５０（図１（ａ）参照）との相対位置を調整することによって調整され得る。三角溝２４の大きさは、磁石片１を収容した状態で、磁石片１同士が接触しないように設定される。
【００４９】
このように搬送ベルト２０の三角溝２４に収容された磁石片１を、押えベルト３０が搬送ベルト２０の上から押える。図５（ａ）に面取り装置１００が有する押えベルト３０の模式的な側面図を示す。押えベルト３０は、図５（ａ）に示す様に、微細な突起３２を有してもよい。押えベルト３０は、容易に変形が可能で、かつ、滑りにくい、例えば、ゴム（エラストマーを含む）で形成されていることが好ましい。ベルトの材料が、適度な柔軟性と、滑り難さを備えていれば、押えベルト３０に代えて、図５（ｂ）に示すフラットな表面を有する押えベルト３０ａを用いることができる。押えベルト３０、３０ａの材料としては、例えば、天然ゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）を好適に用いることができる。三角溝２４の大きさは、磁石片１の最上部が三角溝２４よりも突き出るように設定されることが好ましいが、押えベルト３０が図５（ａ）に示すように微細な突起３２を有していたり、図５（ｂ）の示すようにフラットな表面を有していても十分な弾力性を有していたりして、押えベルト３０が磁石片１を十分に固定される程度であれば、必ずしも磁石片１の最上部が三角溝２４よりも突き出ていなくてもよい。
【００５０】
搬送ベルト２０と押えベルト３０または３０ａは、同じ速度で、搬送方向Ｃ１に移動するように、例えば、モータで制御してもよいし、搬送ベルト２０のみをモータで動かして、押えベルト３０または３０ａは摩擦抵抗で追随させるようにしてもよい。このようにして、磁石片１は、搬送ベルト２０および押えベルト３０との間に安定に保持された状態で搬送される。特許文献４のように、磁石を１つ１つ治具に固定して搬送する方式に比べて、各々の磁石片１の間の距離を小さくすることができ、また、搬送ベルト２０へのセッティング時間も短縮できるので、大量処理が可能となる。搬送速度に特に制限はないが、面取り装置１００を用いると、例えば、３００ｍｍ／ｍｉｎ、さらには５００ｍｍ／ｍｉｎ、さらには８００ｍｍ／ｍｉｎ以上の速度で搬送しながら、所望の面取りを行うことが可能で、特許文献４、５の装置（１００ｍｍ／ｍｉｎ程度）に比べて格段に優れた量産性を達成することができる。
【００５１】
図６を参照して、面取り装置１００に供給コンベア装置５０から磁石片１を供給する工程を説明する。供給コンベア装置５０は、例えば、コンベアベルト５２とガイド板５４とを有している。コンベアベルト５２は、例えば、エンドレスベルトである。コンベアベルト５２の上に、磁石片１が長手方向が搬送方向Ｃ１と直交するように、互いに接触するように配列されている。ベルトコンベア５２に対する磁石片１の位置は、不図示のガイド壁によって調整される。ベルトコンベア５２で、ガイド板５４上まで搬送された磁石片１は、ベルトコンベア５２によって順次搬送される磁石片１によって押されて搬送方向Ｃ１に移送され、ガイド板５４の先端から、搬送ベルト２０の三角溝２４上に落下する。三角溝２４は、例えば、プラスチックで形成された三角柱２２を配列することによって形成されている（図６中、三角柱の図示を一部省略している。）。搬送ベルト２０の搬送速度とベルトコンベア５２の搬送速度とを調整することによって、１つの三角溝２４に１つの磁石片１を順次供給することができる。搬送ベルト２０の三角溝２４に供給された磁石片１は、押えベルト３０で押えられた状態で、遊星ブラシ１０ａによる面取り加工を受ける。
【００５２】
面取り装置１００で面取りされた磁石片１は、例えば、乾燥機６０で乾燥される。乾燥機６０は、例えば、図７に示すように、メッシュベルト６２と温風送風機（不図示）とを有する。温風送風機からの温風は、メッシュベルト６２が配置されたフード６４内の空間に、導入口６６ａから導入され、排気口６６ｂから排気される。
【００５３】
面取り装置１００の搬送ベルト２０によってガイド板６１上に搬送された磁石片１は、順次、メッシュベルト６２上に供給される。このとき、磁石片１にはクーラントが付着している。メッシュベルト５２によって搬送されながら、温風によって、クーラントが除去され、磁石片１は乾燥させられる。メッシュベルト６２は、搬送方向Ｃ１の下流側が若干高くなっており、クーラントが重力によって下流側に移動しないように構成されている。乾燥された磁石片１は、ガイド板６３を滑って、回収ケース等に集められる。もちろん、面取り加工後の乾燥工程は、例示した乾燥機６０に限られず、公知の種々の乾燥機を用いて行われ得る。
【００５４】
この後、磁石片１は、以下の様に、特許文献２または３に記載されているように拡散処理を受ける。拡散処理における欠けの発生を抑制できるという効果を確認した例を図８を参照して説明する。
【００５５】
図８に示す例では、磁石片１、ＲＨ拡散源２ａおよび撹拌補助部材２ｂがステンレス製の筒３の内部に置かれている。撹拌補助部材２ｂは省略され得る。この例では、筒３が「処理室」として機能する。筒３の材料は、ステンレスに限定されず、５００〜８５０℃の温度に耐える耐熱性を有し、磁石片１およびＲＨ拡散源２ａと反応しにくい材料であれば任意である。例えば、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、及びそれらの合金を用いてもよい。筒３には開閉または取り外し可能な蓋５が設けられている。また筒３の内壁には、ＲＨ拡散源２ａと磁石片１とが効率的に移動と接触を行い得るように、突起物を設置することができる。筒３の長軸方向に垂直な断面形状も、円に限定されず、楕円または多角形、あるいはその他の形状であってもよい。図８に示す状態の筒３は、ジョイントによってポンプなどの排気装置６に連結されている。排気装置６の働きにより、筒３の内部は、大気から遮蔽された状態（密閉状態）で減圧または加圧され得る。筒３の内部には、不図示のガスボンベからＡｒなどの不活性ガスが導入され得る。
【００５６】
筒３は、その外周部に配置されたヒータ４によって加熱される。筒３の加熱により、その内部に収納された磁石片１、ＲＨ拡散源２ａおよび撹拌補助部材２ｂも加熱される。筒３は、中心軸の回りに回転可能に支持されており、ヒータ４による加熱中も可変モータ７によって回動することができる。筒３の回転速度は、磁石片１とＲＨ拡散源２ａとが溶着しないように、例えば筒３の内壁面の周速度を毎秒０．０１ｍ以上に設定され得る。回転により筒内の磁石片同士が激しく接触して欠けないよう、毎秒０．５ｍ以下に設定するのが好ましい。
【００５７】
図８では筒３は回転しているが、磁石片１とＲＨ拡散源２ａとがＲＨ拡散工程中で溶着しないように筒３内で磁石片とＲＨ拡散源２ａとが相対的に移動可能かつ接触可能であるなら、筒３は回転を加えるのではなく揺動または振動を加えてもいいし、回転、揺動および振動のうち複数の動作を併せて行なってもよい。
【００５８】
また、磁石片１およびＲＨ拡散源２ａをあらかじめ装入した別の容器そのままを筒３の内部に置いてもよい。別の容器は一つだけでなく、複数個内部においてもよい。
【００５９】
磁石片１は、例えば、図９（ａ）に示す様に、小型で長尺な形状（例えば、長さ３０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚さ５ｍｍ）を有している。磁石片１の組成は、例えば、希土類元素の含有量によって定義されるＲ量が２９質量％以上４０質量％以下であるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片である。Ｒが２９質量％未満であると高い保磁力が得られない恐れがある。一方Ｒが４０質量％を超えると磁石片１の製造工程中における合金粉末が非常に活性になり、粉末の著しい酸化や発火などを生じる恐れがある。好ましくは、特許文献３に記載のようにＲ量は３１質量％以上３７質量％以下である。短時間で重希土類元素ＲＨを拡散し、Ｂrを低下させることなくＨcJを向上することができるからである。
【００６０】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石片１は、以下の組成を有することが好ましい。
Ｒ量：２９質量％以上４０質量％以下、好ましくは３１質量％以上３７質量％以下
Ｂ（Ｂの一部はＣで置換されていてもよい）：０．８５質量％以上１．２質量％以下
添加元素Ｍ（Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、およびＢｉからなる群から選択された少なくとも１種）：０〜２質量％以下
Ｔ（Ｆｅを主とする遷移金属であって、Ｃｏを含んでいてもよい）および不可避不純物：残部
【００６１】
ここで、Ｒは、希土類元素であり、例えば、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂである。主として軽希土類元素ＲＬであるＮｄ、Ｐｒから選択される少なくとも１種が含有されるが、重希土類元素ＲＨであるＤｙ、Ｔｂの少なくとも一方を含有していてもよい。
【００６２】
好ましくは、有効希土類量：２８質量％以上３５質量％以下にする。有効希土類量は、次式で算出される。
有効希土類量＝Ｒ量（質量％）−（６×Ｏ量（質量％）＋８×Ｃ量（質量％）＋１０×Ｎ量（質量％））
【００６３】
ここで、Ｏ量、Ｃ量、Ｎ量に掛ける係数は、それぞれの不純物がつくる化合物（Ｎｄ2Ｏ3、Ｎｄ2Ｃ3、ＮｄＮ）の質量倍より算出した係数である。
【００６４】
ＲＨ拡散源２ａは、重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方）を含有する。好ましくは、ＲＨ拡散源２ａは、重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方）および３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有し、典型的には合金である。ＲＨ拡散源２ａの形態は、例えば、図９（ｂ）に示すように、球状（例えば、直径２ｍｍ以下）である。ＲＨ拡散源２ａの形態は、この他、線状、板状、ブロック状、粉末など任意であってよい。ボールやワイヤ形状を有する場合、その直径は例えば数ｍｍ〜数ｃｍに設定され得る。粉末の場合、その粒径は、例えば、０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲に設定され得る。ＲＨ拡散源２ａの形状・大きさは、特に限定されない。
【００６５】
攪拌補助部材２ｂは、ＲＨ拡散源２ａと磁石片１との接触を促進し、また攪拌補助部材２ｂに一旦付着した重希土類元素ＲＨを磁石片１へ間接的に供給する役割をする。さらに、攪拌補助部材２ｂは、処理室３内において、磁石片１同士や磁石片１とＲＨ拡散源２ａとの接触による欠けや溶着を防ぐ役割もある。攪拌補助部材２ｂは、例えば、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素並びに窒化硼素、または、これらの混合物のセラミックスから好適に形成され得る。また、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒとを含む族の元素、または、これらの混合物からも形成され得る。撹拌補助部材２ｂの形態は、例えば、図９（ｃ）に示す様に、球状（例えば、直径５ｍｍ）である。
【００６６】
なお、撹拌補助部材２ｂを多く投入し過ぎると磁石片１とＲＨ拡散源２ａとが均一に撹拌されない場合があり、１回の拡散処理によって、保磁力の向上効果が十分に得られない、および／または、保磁力にバラツキが発生することがある。したがって、撹拌補助部材２ｂの投入量は多過ぎないように調整する。好ましい投入量は、重量比率で磁石片１：ＲＨ拡散源２ａ：撹拌補助部材２ｂ＝１：１：１である。
【００６７】
本発明の実施形態では、重希土類元素ＲＨを含むＲＨ拡散源２ａと磁石片１とを一緒に回転させつつ、加熱することにより、ＲＨ拡散源から重希土類元素ＲＨを磁石片の表面に供給しつつ、内部に拡散させる。
【００６８】
ＲＨ拡散源２ａおよび磁石片１の温度を例えば、５００℃以上８５０℃以下の範囲内に保持する。この温度範囲は、処理室内で磁石片とＲＨ拡散源２ａとが相対的に移動し接触しながら、重希土類元素ＲＨが磁石片１の内部組織の粒界相を伝って内部へ拡散する好ましい温度領域であり、磁石片１の内部への拡散が効率的に行われることになる。保持時間は、ＲＨ拡散処理工程をする際の磁石片とＲＨ拡散源の投入量の比率、ＲＨ拡散処理をする磁石片の形状、ＲＨ拡散源の形状、および、ＲＨ拡散処理によって磁石片に拡散されるべき重希土類元素ＲＨの量（拡散量）などを考慮して決められる。ＲＨ拡散処理工程の時間は、１０分から７２時間である。好ましくは１時間から１２時間である。
【００６９】
温度範囲は、７００℃以上８５０℃以下であることがより好ましい。処理温度が８５０℃を超えると、ＲＨ拡散源と磁石片とが溶着してしまう問題が生じ易いため好ましくない。また、処理温度が８５０℃を超えると、重希土類元素ＲＨの供給量が過大となり、磁石片表面に重希土類元素ＲＨを主体とする被膜が容易に生成してしまう。重希土類元素ＲＨの被膜が生成すると、磁石体内部への拡散処理により、表層付近の主相結晶では主相内部にまで重希土類元素ＲＨが拡散してしまい、磁石の残留磁束密度Ｂrが低下するため好ましくない。一方、処理温度が７００℃未満では、残留磁束密度Ｂrの低下がなく、保磁力ＨcJを向上する効果はあるが、処理に長時間を要する場合があるため生産性から好ましくない。
【００７０】
ＲＨ拡散工程時における雰囲気ガスの圧力（処理室内の雰囲気圧力）は、大気圧以下で実施できる。１００ｋＰａ以下で行なうのが好ましく、例えば１０-3〜１０3Ｐａの範囲内に設定され得る。
【００７１】
ＲＨ拡散工程後に、拡散された重希土類元素ＲＨをより均質化する目的で磁石片１に対する熱処理を追加的に行っても良い。重希土類元素ＲＨがＲＨ拡散源２ａから磁石片１に供給されない状態で、熱処理は７００℃以上１０００℃以下の範囲内で行なうのがよい。さらに好ましくは、８５０℃から９５０℃の温度で実行される。この追加的な熱処理では、磁石片１の表面に対して重希土類元素ＲＨの更なる供給は生じないが、磁石片１において重希土類元素ＲＨの拡散が生じるため、磁石片１の表面側から奥深くに重希土類元素ＲＨを拡散し、磁石全体として保磁力を高めることが可能になる。追加的な熱処理の時間は、例えば１０分から７２時間である。好ましくは１時間から１２時間である。ここで、追加的な熱処理を行なう熱処理炉の雰囲気圧力は、大気圧以下である。好ましいのは１００ｋＰａ以下である。
【００７２】
また、必要に応じて保磁力向上のためのさらなる熱処理を行う。このさらなる熱処理は、時効処理と呼ばれることもある。保磁力向上のためのさらなる熱処理の温度は例えば４００℃から７００℃である。上記の追加的な熱処理を行う場合には、保磁力向上のためのさらなる熱処理は追加的な熱処理の後に行うことが好ましい。追加的な熱処理と保磁力向上のためのさらなる熱処理とは、同じ処理室内で行ってもよい。保磁力向上のためのさらなる熱処理の時間は例えば１０分から７２時間である。好ましくは１時間から１２時間である。ここで、保磁力向上のためのさらなる熱処理を行なう熱処理炉の雰囲気圧力は、大気圧以下である。好ましいのは１００ｋＰａ以下である。
【００７３】
特許文献２および３に記載の製造装置では、図９（ａ）に示したような小型で長尺な形状の磁石片１を拡散処理すると、回転速度を制限しても、磁石片１の欠けが発生するという問題があった。これに対し、磁石片１の両側端面を面取りするだけで、欠けの発生が抑制され、良品率を大幅に向上させることができた。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、希土類焼結磁石片の面取り装置および面取り方法に広く用いられる。特に、高残留磁束密度、高保磁力のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００７５】
１０、１０ａ、１０ｂ  遊星ブラシ
１４  回転ブラシ
１６  ブラシ部分
１６ａ  ブラシ毛材束
２０  搬送ベルト
２４  溝（キャビティ）
２５、２５ａ、２５ｂ  基準ガイド壁
３０、３０ａ  押えベルト
４４、４４ａ、４４ｂ  クーラント供給管
５０  供給コンベア
６０  乾燥機
【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】
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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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