(57)【要約】  磁石の密度を高密度とすることによって永久磁石の磁気特性を向上させた希土類永久磁石及び希土類永久磁石の製造方法を提供する。磁石原料を磁石粉末に粉砕し、粉砕された磁石粉末とバインダーを混合することによりコンパウンド１２を生成する。そして、生成したコンパウンド１２をホットメルト成形によって支持基材１３上にシート状に成形したグリーンシート１４を作製する。その後、成形したグリーンシート１４を加熱して軟化させるとともに、加熱されたグリーンシート１４に対して磁場を印加することにより磁場配向を行い、更に、磁場配向後のグリーンシート１４を非酸化性雰囲気で仮焼した後に、焼成温度で焼結することにより、密度が９５％以上の永久磁石１を製造する。
2015121913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を生成する工程と、
前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向する工程と、
磁場配向された前記混合物を非酸化性雰囲気下で仮焼する工程と、
仮焼された前記混合物を焼成温度で保持することにより焼結する工程と、により製造され、
密度が９５％以上であることを特徴とする希土類永久磁石。
【請求項２】
前記混合物を仮焼する工程では、前記混合物を非酸化性雰囲気下で、所定の昇温速度で設定温度まで昇温した後に、前記設定温度に一定時間保持することにより、前記バインダーを飛散させて除去することを特徴とする請求項１に記載の希土類永久磁石。
【請求項３】
前記設定温度は、バインダー分解温度であることを特徴とする請求項２に記載の希土類永久磁石。
【請求項４】
前記昇温速度は、２℃／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の希土類永久磁石。
【請求項５】
前記磁場配向する工程では、前記混合物をシート状に成形した後に、シート状の前記混合物に磁場配向することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の希土類永久磁石。
【請求項６】
前記混合物をシート状に成形する場合には、前記混合物を加熱溶融させてシート状に成形することを特徴とする請求項５に記載の希土類永久磁石。
【請求項７】
前記磁場配向する工程では、シート状に成形された前記混合物を加熱するとともに、加熱された前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする請求項６に記載の希土類永久磁石。
【請求項８】
前記混合物は長尺シート状に成形され、
前記磁場配向する工程では、長尺シート状に成形された前記混合物の面内方向且つ長さ方向、面内方向且つ幅方向又はシート面の垂直方向に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の希土類永久磁石。
【請求項９】
磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を生成する工程と、
前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向する工程と、
磁場配向された前記混合物を非酸化性雰囲気下で仮焼する工程と、
仮焼された前記混合物を焼成温度で保持することにより焼結し、密度が９５％以上の希土類永久磁石を製造する工程と、を有することを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。
【請求項１０】
前記混合物を仮焼する工程では、前記混合物を非酸化性雰囲気下で、所定の昇温速度で設定温度まで昇温した後に、前記設定温度に一定時間保持することにより、前記バインダーを飛散させて除去することを特徴とする請求項９に記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項１１】
前記設定温度は、バインダー分解温度であることを特徴とする請求項１０に記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項１２】
前記昇温速度は、２℃／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項１３】
前記磁場配向する工程では、前記混合物をシート状に成形した後に、シート状の前記混合物に磁場配向することを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項１４】
前記混合物をシート状に成形する場合には、前記混合物を加熱溶融させてシート状に成形することを特徴とする請求項１３に記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項１５】
前記磁場配向する工程では、シート状に成形された前記混合物を加熱するとともに、加熱された前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする請求項１４に記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項１６】
前記混合物は長尺シート状に成形され、
前記磁場配向する工程では、長尺シート状に成形された前記混合物の面内方向且つ長さ方向、面内方向且つ幅方向又はシート面の垂直方向に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類永久磁石及び希土類永久磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッドカーやハードディスクドライブ等に使用される永久磁石モータでは、小型軽量化、高出力化、高効率化が要求されている。そこで、上記永久磁石モータの小型軽量化、高出力化、高効率化を実現するに当たって、モータに埋設される永久磁石について、薄膜化と更なる磁気特性の向上が求められている。【０００３】
ここで、永久磁石モータに用いられる永久磁石の製造方法としては、従来より粉末焼結法が一般的に用いられる。ここで、粉末焼結法は、先ず原材料をジェットミル（乾式粉砕）等により粉砕した磁石粉末を製造する。その後、その磁石粉末を型に入れて、所望の形状にプレス成形する。そして、所望形状に成形された固形状の磁石粉末を所定温度（例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石では１１００℃）で焼結することにより製造する（例えば、特開平２−２６６５０３号公報）。また、一般的に永久磁石では磁気特性を向上させる為に、外部から磁場を印加することによる磁場配向が行われている。そして、従来の粉末焼結法による永久磁石の製造方法では、プレス成形時において型に磁石粉末を充填し、磁場を印加させて磁場配向させた後に圧力をかけ、圧粉された成形体を成形していた。また、他の押出成形法、射出成形法、圧延成形法等による永久磁石の製造方法では、磁場を印加させた雰囲気で圧力をかけて磁石を成形していた。それによって、永久磁石を構成する各磁石粒子の磁化容易軸方向が磁場の印加方向に揃った成形体を形成することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２６６５０３号公報（第５頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、異方性磁石の磁気特性を向上させる為には、上記磁場配向によって永久磁石を構成する磁石粒子について、より多くの磁石粒子のＣ軸（磁化容易軸）を同一方向に揃えること（即ち、配向度を高くすること）が重要である。磁石粉末をグリーンシート成形により成形する場合には、粒子表面にバインダーが存在するため、配向時の摩擦力が上がり、圧粉成形と比べて粒子の配向性が低下する為、磁場配向が行われ難くなる問題がある。【０００６】
また、永久磁石の磁気性能を低下させる原因として、炭素含有物が磁石内に残留することが挙げられる。そこで、磁石の元となる成形体を焼結する前に、非酸化性雰囲気下で該成形体を仮焼処理することにより、炭素含有物を熱分解させて含有する炭素を除去する技術が考えられる。【０００７】
しかしながら、上記仮焼処理を行うことによって磁石中の炭素が除去された結果、磁石の内部に多数の空隙が形成される（即ち、密度が低下する）結果となっていた。そして、形成された空隙によって、磁石特性が大きく低下することとなっていた。【０００８】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、磁石の密度を高密度とすることによって永久磁石の磁気特性を向上させた希土類永久磁石及び希土類永久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】
【０００９】
前記目的を達成するため本発明に係る希土類永久磁石は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を生成する工程と、前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向する工程と、磁場配向された前記混合物を非酸化性雰囲気下で仮焼する工程と、仮焼された前記混合物を焼成温度で保持することにより焼結する工程と、により製造され、密度が９５％以上であることを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る希土類永久磁石は、前記混合物を仮焼する工程では、前記混合物を非酸化性雰囲気下で、所定の昇温速度で設定温度まで昇温した後に、前記設定温度に一定時間保持することにより、前記バインダーを飛散させて除去することを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る希土類永久磁石は、前記設定温度は、バインダー分解温度であることを特徴とする。【００１２】
また、本発明に係る希土類永久磁石は、前記昇温速度は、２℃／ｍｉｎ以下であることを特徴とする。【００１３】
また、本発明に係る希土類永久磁石は、前記磁場配向する工程では、前記混合物をシート状に成形した後に、シート状の前記混合物に磁場配向することを特徴とする。【００１４】
また、本発明に係る希土類永久磁石は、前記混合物をシート状に成形する場合には、前記混合物を加熱溶融させてシート状に成形することを特徴とする。【００１５】
また、本発明に係る希土類永久磁石は、前記磁場配向する工程では、シート状に成形された前記混合物を加熱するとともに、加熱された前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする。【００１６】
また、本発明に係る希土類永久磁石は、前記混合物は長尺シート状に成形され、前記磁場配向する工程では、長尺シート状に成形された前記混合物の面内方向且つ長さ方向、面内方向且つ幅方向又はシート面の垂直方向に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする。【００１７】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末とバインダーとが混合された混合物を生成する工程と、前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向する工程と、磁場配向された前記混合物を非酸化性雰囲気下で仮焼する工程と、仮焼された前記混合物を焼成温度で保持することにより焼結し、密度が９５％以上の希土類永久磁石を製造する工程と、を有することを特徴とする。【００１８】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法は、前記混合物を仮焼する工程では、前記混合物を非酸化性雰囲気下で、所定の昇温速度で設定温度まで昇温した後に、前記設定温度に一定時間保持することにより、前記バインダーを飛散させて除去することを特徴とする。【００１９】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法は、前記設定温度は、バインダー分解温度であることを特徴とする。【００２０】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法は、前記昇温速度は、２℃／ｍｉｎ以下であることを特徴とする。【００２１】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法は、前記磁場配向する工程では、前記混合物をシート状に成形した後に、シート状の前記混合物に磁場配向することを特徴とする。【００２２】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法は、前記混合物をシート状に成形する場合には、前記混合物を加熱溶融させてシート状に成形することを特徴とする。【００２３】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法は、前記磁場配向する工程では、シート状に成形された前記混合物を加熱するとともに、加熱された前記混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする。【００２４】
更に、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法は、前記混合物は長尺シート状に成形され、前記磁場配向する工程では、長尺シート状に成形された前記混合物の面内方向且つ長さ方向、面内方向且つ幅方向又はシート面の垂直方向に対して磁場を印加することにより磁場配向することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
前記構成を有する本発明に係る希土類永久磁石によれば、脱炭素の為に磁石粉末とバインダーとの混合物に対する仮焼処理を行った場合において、希土類永久磁石の密度を９５％以上とすることによって、磁石の内部に空隙が形成されることなく、空隙によって磁石特性が大きく低下することを防止できる。【００２６】
また、本発明に係る希土類永久磁石によれば、混合物を非酸化性雰囲気下で、所定の昇温速度で設定温度まで昇温した後に、設定温度に一定時間保持することにより、バインダーを飛散させて除去するので、仮焼する際の温度変化に伴って混合物中に含まれる炭素を段階的に除去することが可能となる。【００２７】
また、本発明に係る希土類永久磁石によれば、混合物を非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することによりバインダーを飛散させて除去するので、バインダーを添加した場合であっても磁石内に含有する炭素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。【００２８】
また、本発明に係る希土類永久磁石によれば、混合物を非酸化性雰囲気下で、２℃／ｍｉｎ以下の昇温速度で設定温度まで昇温した後に、設定温度に一定時間保持することにより仮焼処理を行うので、混合物中に含まれる炭素を緩やかな温度変化に伴って段階的に除去することが可能となる。従って、磁石の内部に空隙が多数形成されることなく、高い密度の希土類永久磁石とすることが可能となる。【００２９】
また、本発明に係る希土類永久磁石によれば、磁石粉末とバインダーの混合物をシート状のグリーンシートへと成形することによって、その後の最終製品形状への成形や配向方向の制御等をより容易に行わせることが可能となる。また、生産性についても向上させることが可能となる。【００３０】
また、本発明に係る希土類永久磁石によれば、混合物を加熱溶融させてシート状に成形するので、高い寸法精度で永久磁石を成形可能となる。また、永久磁石を薄膜化した場合であっても、材料歩留まりを低下させることなく、加工工数が増加することも防止できる。また、磁場配向時において液寄り、即ち、シートの厚みの偏りが生じる虞が無い。【００３１】
また、本発明に係る希土類永久磁石によれば、成形した混合物を加熱するとともに、加熱された混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向を行うので、シート状に成形した後であっても混合物に対する磁場配向を適切に行わせることができ、永久磁石の磁気特性を向上させることが可能となる。【００３２】
また、本発明に係る希土類永久磁石によれば、混合物を長尺シート状に成形し、磁場配向する工程では、長尺シートの面内方向且つ長さ方向、面内方向且つ幅方向又はシート面の垂直方向に対して磁場を印加することにより磁場配向するので、磁場配向を適切に行わせることができ、永久磁石の磁気特性を向上させることが可能となる。また、磁場の印加方向を長尺シートの面内方向且つ長さ方向又は面内方向且つ幅方向とすれば、磁場を印加する際に、シートの表面が逆立つ虞もない。一方、磁場の印加方向をシート面に対して垂直方向とすれば、Ｃ軸（磁化容易軸）を厚さ方向とした薄膜の異方性磁石とすることが可能となる。【００３３】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法によれば、脱炭素の為に磁石粉末とバインダーとの混合物に対する仮焼処理を行った場合において、製造される希土類永久磁石の密度を９５％以上とすることによって、磁石の内部に空隙が形成されることなく、空隙によって磁石特性が大きく低下することを防止できる。【００３４】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法によれば、混合物を非酸化性雰囲気下で、所定の昇温速度で設定温度まで昇温した後に、設定温度に一定時間保持することにより、バインダーを飛散させて除去するので、仮焼する際の温度変化に伴って混合物中に含まれる炭素を段階的に除去することが可能となる。【００３５】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法によれば、混合物を非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することによりバインダーを飛散させて除去するので、バインダーを添加した場合であっても磁石内に含有する炭素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。【００３６】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法によれば、混合物を非酸化性雰囲気下で、２℃／ｍｉｎ以下の昇温速度で設定温度まで昇温した後に、設定温度に一定時間保持することにより仮焼処理を行うので、混合物中に含まれる炭素を緩やかな温度変化に伴って段階的に除去することが可能となる。従って、磁石の内部に空隙が多数形成されることなく、高い密度の希土類永久磁石を製造することが可能となる。【００３７】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法によれば、磁石粉末とバインダーの混合物をシート状のグリーンシートへと成形することによって、その後の最終製品形状への成形や配向方向の制御等をより容易に行わせることが可能となる。また、生産性についても向上させることが可能となる。【００３８】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法によれば、混合物を加熱溶融させてシート状に成形するので、高い寸法精度で永久磁石を成形可能となる。また、永久磁石を薄膜化した場合であっても、材料歩留まりを低下させることなく、加工工数が増加することも防止できる。また、磁場配向時において液寄り、即ち、シートの厚みの偏りが生じる虞が無い。【００３９】
また、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法によれば、成形した混合物を加熱するとともに、加熱された混合物に対して磁場を印加することにより磁場配向を行うので、シート状に成形した後であっても混合物に対する磁場配向を適切に行わせることができ、永久磁石の磁気特性を向上させることが可能となる。【００４０】
更に、本発明に係る希土類永久磁石の製造方法によれば、混合物を長尺シート状に成形し、磁場配向する工程では、長尺シートの面内方向且つ長さ方向、面内方向且つ幅方向又はシート面の垂直方向に対して磁場を印加することにより磁場配向するので、磁場配向を適切に行わせることができ、永久磁石の磁気特性を向上させることが可能となる。また、磁場の印加方向を長尺シートの面内方向且つ長さ方向又は面内方向且つ幅方向とすれば、磁場を印加する際に、シートの表面が逆立つ虞もない。一方、磁場の印加方向をシート面に対して垂直方向とすれば、Ｃ軸（磁化容易軸）を厚さ方向とした薄膜の異方性磁石とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明に係る永久磁石を示した全体図である。
【図２】図２は、本発明に係る永久磁石の製造工程を示した説明図である。
【図３】図３は、本発明に係る永久磁石の製造工程の内、特にグリーンシートの成形工程を示した説明図である。
【図４】図４は、本発明に係る永久磁石の製造工程の内、特にグリーンシートの加熱工程及び磁場配向工程を示した説明図である。
【図５】図５は、グリーンシートの面内垂直方向に磁場を配向する例について示した図である。
【図６】図６は、熱媒体（シリコーンオイル）を用いた加熱装置について説明した図である。
【図７】図７は、本発明に係る永久磁石の製造工程の内、特に仮焼工程の昇温態様について説明した図である。
【図８】図８は、本発明に係る永久磁石の製造工程の内、特にグリーンシートの加圧焼結工程を示した説明図である。
【図９】図９は、実施例と比較例の各磁石についての各種測定結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明に係る希土類永久磁石及び希土類永久磁石の製造方法について具体化した一実施形態について以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００４３】
［永久磁石の構成］
先ず、本発明に係る永久磁石１の構成について説明する。図１は本発明に係る永久磁石１を示した全体図である。尚、図１に示す永久磁石１は扇型形状を備えるが、永久磁石１の形状は打ち抜き形状によって変化する。
本発明に係る永久磁石１はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の異方性磁石である。尚、各成分の含有量はＮｄ：２７〜４０ｗｔ％、Ｂ：０．８〜２ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６０〜７０ｗｔ％とする。また、磁気特性向上の為、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｐｒ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｍｇ等の他元素を少量含んでも良い。図１は本実施形態に係る永久磁石１を示した全体図である。
【００４４】
ここで、永久磁石１は例えば０．０５ｍｍ〜１０ｍｍ（例えば１ｍｍ）の厚さを備えた薄膜状の永久磁石である。永久磁石１は、後述のように磁石粉末とバインダーを混合した混合物を成形した成形体（グリーン体）を焼結することによって製造される。そして、グリーン体は、後述のように磁石粉末とバインダーとが混合された混合物（スラリーやコンパウンド）を所定形状（例えば、シート形状、ブロック形状、最終製品形状等）に成形することによって作製される。尚、混合物を一旦最終製品形状以外に成形し、その後に打ち抜き加工、切削加工、変形加工等を行うことによって最終製品形状とする構成としても良い。また、特に混合物を一旦シート形状とした後に最終製品形状に加工する構成とすれば連続工程で生産することによって生産性を向上でき、また、成形の精度についても向上させることができる。混合物をシート形状とする場合には、例えば０．０５ｍｍ〜１０ｍｍ（例えば１ｍｍ）の厚さを備えた薄膜状のシート部材とする。尚、シート形状とした場合であっても、複数枚積層することとすれば、大型の永久磁石１を製造することも可能である。
【００４５】
また、本発明では特に永久磁石１を製造する場合において、磁石粉末に混合されるバインダーは、樹脂や長鎖炭化水素や脂肪酸エステルやそれらの混合物等が用いられる。
更に、バインダーに樹脂を用いる場合には、構造中に酸素原子を含まず、且つ解重合性のあるポリマーを用いるのが好ましい。また、後述のように磁石粉末とバインダーとの混合物を最終製品形状に成形する際に生じた混合物の残余物を再利用する為、及び成形された混合物を加熱して軟化した状態で磁場配向を行う為に、熱可塑性樹脂が用いられる。具体的には以下の一般式（１）に示されるモノマーから選ばれる１種又は２種以上の重合体又は共重合体からなるポリマーが該当する。
【化１】
2015121913.tif 000003
（但し、Ｒ１及びＲ２は、水素原子、低級アルキル基、フェニル基又はビニル基を表す）
【００４６】
上記条件に該当するポリマーとしては、例えばイソブチレンの重合体であるポリイソブチレン（ＰＩＢ）、イソプレンの重合体であるポリイソプレン（イソプレンゴム、ＩＲ）、１，３−ブタジエンの重合体であるポリブタジエン（ブタジエンゴム、ＢＲ）、スチレンの重合体であるポリスチレン、スチレンとイソプレンの共重合体であるスチレン−イソプレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、イソブチレンとイソプレンの共重合体であるブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンとブタジエンの共重合体であるスチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＳ）、２−メチル−１−ペンテンの重合体である２−メチル−１−ペンテン重合樹脂、２−メチル−１−ブテンの重合体である２−メチル−１−ブテン重合樹脂、α−メチルスチレンの重合体であるα−メチルスチレン重合樹脂等がある。尚、α−メチルスチレン重合樹脂は柔軟性を与えるために低分子量のポリイソブチレンを添加することが望ましい。また、バインダーに用いる樹脂としては、酸素原子を含むモノマーの重合体又は共重合体（例えば、ポリブチルメタクリレートやポリメチルメタクリレート等）を少量含む構成としても良い。更に、上記一般式（１）に該当しないモノマーが一部共重合していても良い。その場合であっても、本願発明の目的を達成することが可能である。
尚、バインダーに用いる樹脂としては、磁場配向を適切に行う為に２５０℃以下で軟化する熱可塑性樹脂、より具体的にはガラス転移点又は融点が２５０℃以下の熱可塑性樹脂を用いることが望ましい。
【００４７】
一方、バインダーに長鎖炭化水素を用いる場合には、室温で固体、室温以上で液体である長鎖飽和炭化水素（長鎖アルカン）を用いるのが好ましい。具体的には炭素数が１８以上である長鎖飽和炭化水素を用いるのが好ましい。そして、後述のように磁石粉末とバインダーとの混合物を磁場配向する際には、混合物を長鎖炭化水素の融点以上で加熱して軟化した状態で磁場配向を行う。
【００４８】
また、バインダーに脂肪酸エステルを用いる場合においても同様に、室温で固体、室温以上で液体であるステアリン酸メチルやドコサン酸メチル等を用いるのが好ましい。そして、後述のように磁石粉末とバインダーとの混合物を磁場配向する際には、混合物を脂肪酸エステルの融点以上で加熱して軟化した状態で磁場配向を行う。
【００４９】
磁石粉末に混合されるバインダーとして上記条件を満たすバインダーを用いることによって、磁石内に含有する炭素量及び酸素量を低減させることが可能となる。具体的には、焼結後に磁石に残存する炭素量を２０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下とする。また、焼結後に磁石に残存する酸素量を５０００ｐｐｍ以下、より好ましくは２０００ｐｐｍ以下とする。
【００５０】
また、バインダーの添加量は、スラリーや加熱溶融したコンパウンドを成形する際に成形体の厚み精度を向上させる為に、磁石粒子間の空隙を適切に充填する量とする。例えば、磁石粉末とバインダーの合計量に対するバインダーの比率が、１ｗｔ％〜４０ｗｔ％、より好ましくは２ｗｔ％〜３０ｗｔ％、更に好ましくは３ｗｔ％〜２０ｗｔ％とする。
【００５１】
［永久磁石の製造方法］
次に、本発明に係る永久磁石１の製造方法について図２を用いて説明する。図２は本実施形態に係る永久磁石１の製造工程を示した説明図である。
【００５２】
先ず、所定分率のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（例えばＮｄ：３２．７ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６５．９６ｗｔ％、Ｂ：１．３４ｗｔ％）からなる、インゴットを製造する。その後、インゴットをスタンプミルやクラッシャー等によって２００μｍ程度の大きさに粗粉砕する。若しくは、インゴットを溶解し、ストリップキャスト法でフレークを作製し、水素解砕法で粗粉化する。それによって、粗粉砕磁石粉末１０を得る。
【００５３】
次いで、粗粉砕磁石粉末１０をビーズミル１１による湿式法又はジェットミルを用いた乾式法等によって微粉砕する。例えば、ビーズミル１１による湿式法を用いた微粉砕では溶媒中で粗粉砕磁石粉末１０を所定範囲の粒径（例えば０．１μｍ〜５．０μｍ）に微粉砕するとともに溶媒中に磁石粉末を分散させる。その後、湿式粉砕後の溶媒に含まれる磁石粉末を真空乾燥などで乾燥させ、乾燥した磁石粉末を取り出す。また、粉砕に用いる溶媒の種類に特に制限はなく、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノールなどのアルコール類、酢酸エチル等のエステル類、ペンタン、ヘキサンなどの低級炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレンなど芳香族類、ケトン類、それらの混合物等が使用できる。尚、好ましくは、溶媒中に酸素原子を含まない溶媒が用いられる。
【００５４】
一方、ジェットミルによる乾式法を用いた微粉砕では、粗粉砕した磁石粉末を、（ａ）酸素含有量が実質的に０％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中、又は（ｂ）酸素含有量が０．０００１〜０．５％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中で、ジェットミルにより微粉砕し、所定範囲の粒径（例えば０．７μｍ〜５．０μｍ）の平均粒径を有する微粉末とする。尚、酸素濃度が実質的に０％とは、酸素濃度が完全に０％である場合に限定されず、微粉の表面にごく僅かに酸化被膜を形成する程度の量の酸素を含有しても良いことを意味する。
【００５５】
次に、ビーズミル１１等で微粉砕された磁石粉末を所望形状に成型する。尚、磁石粉末の成形には、磁石粉末とバインダーとを混合した混合物を成形することにより行う。以下の実施例では、混合物を一旦最終製品形状以外に成形して磁場配向を行い、その後に打ち抜き加工、切削加工、変形加工等を行うことによって最終製品形状とする。特に、以下の実施例では混合物をシート形状（以下、グリーンシートという）に一旦成形した後に最終製品形状へと加工する。また、混合物を特にシート形状に成形する場合には、例えば磁石粉末とバインダーとが混合したコンパウンドを加熱した後にシート形状に成形するホットメルト塗工や、磁石粉末とバインダーと有機溶媒とを含むスラリーを基材上に塗工することによりシート状に成形するスラリー塗工等による成形がある。
【００５６】
以下では、特にホットメルト塗工を用いたグリーンシート成形について説明する。
先ず、ビーズミル１１等で微粉砕された磁石粉末にバインダーを混合することにより、磁石粉末とバインダーからなる粉末状の混合物（コンパウンド）１２を作製する。ここで、バインダーとしては、上述したように樹脂や長鎖炭化水素や脂肪酸エステルやそれらの混合物等が用いられる。例えば、樹脂を用いる場合には構造中に酸素原子を含まず、且つ解重合性のあるポリマーからなる熱可塑性樹脂を用い、一方、長鎖炭化水素を用いる場合には、室温で固体、室温以上で液体である長鎖飽和炭化水素（長鎖アルカン）を用いるのが好ましい。また、脂肪酸エステルを用いる場合には、ステアリン酸メチルやドコサン酸メチル等を用いるのが好ましい。また、バインダーの添加量は、上述したように添加後のコンパウンド１２における磁石粉末とバインダーの合計量に対するバインダーの比率が、１ｗｔ％〜４０ｗｔ％、より好ましくは２ｗｔ％〜３０ｗｔ％、更に好ましくは３ｗｔ％〜２０ｗｔ％となる量とする。
【００５７】
また、上記コンパウンド１２には、後に行われる磁場配向工程での配向度を向上させる為に配向を助長する添加剤を添加しても良い。配向を助長する添加剤としては例えば炭化水素系の添加剤が用いられ、特に極性を有する（具体的には酸解離定数ｐＫａが４１未満の）添加剤を用いるのが望ましい。また、添加剤の添加量は磁石粉末の粒子径に依存し、磁石粉末の粒子径が小さい程、添加量を多くする必要がある。具体的な添加量としては、磁石粉末に対して０．１部〜１０部、より好ましくは１部〜８部とする。そして、磁石粉末に添加された添加剤は、磁石粒子の表面に付着し、後述の磁場配向処理において、磁石粒子の回動を補助する役目を有する。その結果、磁場を印加した際に配向が容易に行われ、磁石粒子の磁化容易軸方向を同一方向に揃えること（即ち、配向度を高くすること）が可能となる。特に、磁石粉末にバインダーを添加する場合には、粒子表面にバインダーが存在するため、配向時の摩擦力が上がり、粒子の配向性が低下する為、添加剤を添加する効果がより大きくなる。
【００５８】
尚、バインダーの添加は、窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気で行う。尚、磁石粉末とバインダーの混合は、例えば磁石粉末とバインダーをそれぞれ攪拌機に投入し、攪拌機で攪拌することにより行う。また、混練性を促進する為に加熱攪拌を行っても良い。また、磁石粉末とバインダーの混合は、窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気で行うことが望ましい。また、特に磁石粉末を湿式法で粉砕した場合においては、粉砕に用いた溶媒から磁石粉末を取り出すことなくバインダーを溶媒中に添加して混練し、その後に溶媒を揮発させ、後述のコンパウンド１２を得る構成としても良い。
【００５９】
続いて、コンパウンド１２をシート状に成形することによりグリーンシートを作成する。特に、ホットメルト塗工では、コンパウンド１２を加熱することによりコンパウンド１２を溶融し、流体状にしてからセパレータ等の支持基材１３上に塗工する。その後、放熱して凝固させることにより、支持基材１３上に長尺シート状のグリーンシート１４を形成する。尚、コンパウンド１２を加熱溶融する際の温度は、用いるバインダーの種類や量によって異なるが５０〜３００℃とする。但し、用いるバインダーの融点よりも高い温度とする必要がある。尚、スラリー塗工を用いる場合には、多量の有機溶媒中に磁石粉末とバインダー（更に配向を助長する添加剤を含めても良い）を分散させ、スラリーをセパレータ等の支持基材１３上に塗工する。その後、乾燥して有機溶媒を揮発させることにより、支持基材１３上に長尺シート状のグリーンシート１４を形成する。
【００６０】
ここで、溶融したコンパウンド１２の塗工方式は、スロットダイ方式やカレンダーロール方式等の層厚制御性に優れる方式を用いることが好ましい。特に、高い厚み精度を実現する為には、特に層厚制御性に優れた（即ち、基材の表面に高精度の厚さの層を塗工できる方式）であるダイ方式やコンマ塗工方式を用いることが望ましい。例えば、スロットダイ方式では、加熱して流体状にしたコンパウンド１２をギアポンプにより押し出してダイに挿入することにより塗工を行う。また、カレンダーロール方式では、加熱した２本ロールのギャップにコンパウンド１２を一定量仕込み、ロールを回転させつつ支持基材１３上にロールの熱で溶融したコンパウンド１２を塗工する。また、支持基材１３としては、例えばシリコーン処理ポリエステルフィルムを用いる。更に、消泡剤を用いたり、加熱真空脱泡を行うこと等によって展開層中に気泡が残らないよう充分に脱泡処理することが好ましい。また、支持基材１３上に塗工するのではなく、押出成型や射出成形によって溶融したコンパウンド１２をシート状に成型するとともに支持基材１３上に押し出すことによって、支持基材１３上にグリーンシート１４を成形する構成としても良い。
【００６１】
以下に、図３を用いて特にスロットダイ方式によるグリーンシート１４の形成工程についてより詳細に説明する。図３はスロットダイ方式によるグリーンシート１４の形成工程を示した模式図である。
図３に示すようにスロットダイ方式に用いられるダイ１５は、ブロック１６、１７を互いに重ね合わせることにより形成されており、ブロック１６、１７との間の間隙によってスリット１８やキャビティ（液溜まり）１９を形成する。キャビティ１９はブロック１７に設けられた供給口２０に連通される。そして、供給口２０はギアポンプ（図示せず）等によって構成される塗布液の供給系へと接続されており、キャビティ１９には供給口２０を介して、計量された流体状のコンパウンド１２が定量ポンプ等により供給される。更に、キャビティ１９に供給された流体状のコンパウンド１２はスリット１８へ送液されて単位時間一定量で幅方向に均一な圧力でスリット１８の吐出口２１から予め設定された塗布幅により吐出される。一方で、支持基材１３はコーティングロール２２の回転に伴って予め設定された速度で連続搬送される。その結果、吐出した流体状のコンパウンド１２が支持基材１３に対して所定厚さで塗布され、その後、放熱して凝固することにより支持基材１３上に長尺シート状のグリーンシート１４が成形される。
【００６２】
また、スロットダイ方式によるグリーンシート１４の形成工程では、塗工後のグリーンシート１４のシート厚みを実測し、実測値に基づいてダイ１５と支持基材１３間のギャップＤをフィードバック制御することが望ましい。また、ダイ１５に供給する流体状のコンパウンド１２の量の変動は極力低下させ（例えば±０．１％以下の変動に抑える）、更に塗工速度の変動についても極力低下させる（例えば±０．１％以下の変動に抑える）ことが望ましい。それによって、グリーンシート１４の厚み精度を更に向上させることが可能である。尚、形成されるグリーンシート１４の厚み精度は、設計値（例えば１ｍｍ）に対して±１０％以内、より好ましくは±３％以内、更に好ましくは±１％以内とする。尚、他方のカレンダーロール方式では、カレンダー条件を同様に実測値に基づいて制御することで、支持基材１３へのコンパウンド１２の転写膜厚を制御することが可能である。
【００６３】
尚、グリーンシート１４の設定厚みは、０．０５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲で設定することが望ましい。厚みを０．０５ｍｍより薄くすると、多層積層しなければならないので生産性が低下することとなる。
【００６４】
次に、上述したホットメルト塗工によって支持基材１３上に形成されたグリーンシート１４の磁場配向を行う。具体的には、先ず支持基材１３とともに連続搬送されるグリーンシート１４を加熱することによりグリーンシート１４を軟化させる。具体的には、グリーンシート１４の粘度が１〜１５００Ｐａ・ｓ、より好ましくは１〜５００Ｐａ・ｓとなるまで軟化させる。それによって、磁場配向を適切に行わせることが可能となる。
【００６５】
尚、グリーンシート１４を加熱する際の温度及び時間は、用いるバインダーの種類や量によって異なるが、例えば１００〜２５０℃で０．１〜６０分とする。但し、グリーンシート１４を軟化させる為に、用いるバインダーのガラス転移点又は融点以上の温度とする必要がある。また、グリーンシート１４を加熱する加熱方式としては、例えばホットプレートによる加熱方式や熱媒体（シリコーンオイル）を熱源に用いた加熱方式が有る。次に、加熱により軟化したグリーンシート１４の面内方向且つ長さ方向に対して磁場を印加することにより磁場配向を行う。印加する磁場の強さは５０００[Oe]〜１５００００[Oe]、好ましくは、１００００[Oe]〜１２００００[Oe]とする。その結果、グリーンシート１４に含まれる磁石結晶のＣ軸（磁化容易軸）が一方向に配向される。尚、磁場を印加する方向としてはグリーンシート１４の面内方向且つ幅方向に対して磁場を印加することとしても良い。また、複数枚のグリーンシート１４に対して同時に磁場を配向させる構成としても良い。
【００６６】
更に、グリーンシート１４に磁場を印加する際には、加熱工程と同時に磁場を印加する工程を行う構成としても良いし、加熱工程を行った後であってグリーンシートが凝固する前に磁場を印加する工程を行うこととしても良い。また、ホットメルト塗工により塗工されたグリーンシート１４が凝固する前に磁場配向する構成としても良い。その場合には、加熱工程は不要となる。
【００６７】
次に、図４を用いてグリーンシート１４の加熱工程及び磁場配向工程についてより詳細に説明する。図４はグリーンシート１４の加熱工程及び磁場配向工程を示した模式図である。尚、図４に示す例では、加熱工程と同時に磁場配向工程を行う例について説明する。
【００６８】
図４に示すように、上述したスロットダイ方式により塗工されたグリーンシート１４に対する加熱及び磁場配向は、ロールによって連続搬送された状態の長尺シート状のグリーンシート１４に対して行う。即ち、加熱及び磁場配向を行う為の装置を塗工装置（ダイ等）の下流側に配置し、上述した塗工工程と連続した工程により行う。
【００６９】
具体的には、ダイ１５やコーティングロール２２の下流側において、搬送される支持基材１３及びグリーンシート１４がソレノイド２５内を通過するようにソレノイド２５を配置する。更に、ホットプレート２６をソレノイド２５内においてグリーンシート１４に対して上下一対に配置する。そして、上下一対に配置されたホットプレート２６によりグリーンシート１４を加熱するとともに、ソレノイド２５に電流を流すことによって、長尺シート状のグリーンシート１４の面内方向（即ち、グリーンシート１４のシート面に平行な方向）で且つ長さ方向に磁場を生じさせる。それによって、連続搬送されるグリーンシート１４を加熱により軟化させるとともに、軟化したグリーンシート１４の面内方向且つ長さ方向（図４の矢印２７方向）に対して磁場を印加し、グリーンシート１４に対して適切に均一な磁場を配向させることが可能となる。特に、磁場を印加する方向を面内方向とすることによって、グリーンシート１４の表面が逆立つことを防止できる。
また、磁場配向した後に行うグリーンシート１４の放熱及び凝固は、搬送状態で行うことが好ましい。それによって、製造工程をより効率化することが可能となる。
【００７０】
尚、磁場配向をグリーンシート１４の面内方向且つ幅方向に対して行う場合には、ソレノイド２５の代わりに搬送されるグリーンシート１４の左右に一対の磁場コイルを配置するように構成する。そして、各磁場コイルに電流を流すことによって、長尺シート状のグリーンシート１４の面内方向で且つ幅方向に磁場を生じさせることが可能となる。
【００７１】
また、磁場配向をグリーンシート１４の面に対して垂直方向とすることも可能である。磁場配向をグリーンシート１４の面に対して垂直方向に対して行う場合には、例えばポールピース等を用いた磁場印加装置により行う。具体的には、図５に示すようにポールピース等を用いた磁場印加装置３０は、中心軸が同一になるように平行配置された２つのリング状のコイル部３１、３２と、コイル部３１、３２のリング孔にそれぞれ配置された２つの略円柱状のポールピース３３、３４とを有し、搬送されるグリーンシート１４に対して所定間隔離間されて配置される。そして、コイル部３１、３２に電流を流すことにより、グリーンシート１４の面に対して垂直方向に磁場を生成し、グリーンシート１４の磁場配向を行う。尚、磁場配向方向をグリーンシート１４の面に対して垂直方向とする場合には、図５に示すようにグリーンシート１４に対して支持基材１３が積層された反対側の面にもフィルム３５を積層することが好ましい。それによって、グリーンシート１４の表面の逆立ちを防止することが可能となる。
【００７２】
また、上述したホットプレート２６による加熱方式の代わりに熱媒体（シリコーンオイル）を熱源とした加熱方式を用いても良い。ここで、図６は熱媒体を用いた加熱装置３７の一例を示した図である。
図６に示すように、加熱装置３７は発熱体となる平板部材３８の内部に略Ｕ字型の空洞３９を形成し、空洞３９内に所定温度（例えば１００〜３００℃）に加熱された熱媒体であるシリコーンオイルを循環させる構成とする。そして、図４に示すホットプレート２６の代わりに、加熱装置３７をソレノイド２５内においてグリーンシート１４に対して上下一対に配置する。それによって、連続搬送されるグリーンシート１４を、熱媒体により発熱された平板部材３８を介して加熱し、軟化させる。尚、平板部材３８はグリーンシート１４に対して当接させても良いし、所定間隔離間させて配置しても良い。そして、軟化したグリーンシート１４の周囲に配置されたソレノイド２５によって、グリーンシート１４の面内方向且つ長さ方向（図４の矢印２７方向）に対して磁場が印加され、グリーンシート１４に対して適切に均一な磁場を配向させることが可能となる。尚、図６に示すような熱媒体を用いた加熱装置３７では、一般的なホットプレート２６のように内部に電熱線を有さないので、磁場中に配置した場合であってもローレンツ力によって電熱線が振動したり切断される虞が無く、適切にグリーンシート１４の加熱を行うことが可能となる。また、電流による制御を行う場合には、電源のＯＮ又はＯＦＦで電熱線が振動することにより疲労破壊の原因となる問題が有るが、熱媒体を熱源とした加熱装置３７を用いることによって、そのような問題を解消することが可能となる。
【００７３】
ここで、ホットメルト成形を用いずに一般的なスロットダイ方式やドクターブレード方式等によりスラリー等の流動性の高い液状物によってグリーンシート１４を成形した場合には、磁場の勾配が生じているところにグリーンシート１４が搬入されると、磁場が強い方にグリーンシート１４に含まれる磁石粉末が引き寄せられることとなり、グリーンシート１４を形成するスラリーの液寄り、即ち、グリーンシート１４の厚みの偏りが生じる虞がある。それに対して、本発明のようにコンパウンド１２をホットメルト成形によりグリーンシート１４に成形する場合には、室温付近での粘度は数万〜数十万Ｐａ・ｓに達し、磁場勾配通過時の磁性粉末の寄りが生じることが無い。更に、均一磁場中に搬送され、加熱されることでバインダーの粘度低下が生じ、均一磁場中の回転トルクのみで、一様なＣ軸配向が可能となる。
【００７４】
また、ホットメルト成形を用いずに一般的なスロットダイ方式やドクターブレード方式等により有機溶媒を含むスラリー等の流動性の高い液状物によってグリーンシート１４を成形した場合には、厚さ１ｍｍを越えるシートを作成しようとすると乾燥時においてスラリー等に含まれる有機溶媒が気化することによる発泡が課題となる。更に、発泡を抑制する為に乾燥時間を長時間化すれば、磁石粉末の沈降が生じ、それに伴って重力方向に対する磁石粉末の密度分布の偏りが生じ、焼成後の反りの原因となる。従って、スラリーからの成形では、厚みの上限値が実質上規制される為、１ｍｍ以下の厚みでグリーンシートを成形し、その後に積層する必要がある。しかし、その場合にはバインダー同士の絡まり合いが乏しくなり、その後の脱バインダー工程（仮焼処理）で層間剥離を生じ、それがＣ軸（磁化容易軸）配向性の低下、即ち残留磁束密度（Ｂｒ）の低下原因となる。それに対して、本発明のようにコンパウンド１２をホットメルト成形によりグリーンシート１４に成形する場合には、有機溶媒を含まないので、厚さ１ｍｍを越えるシートを作成した場合でも上述したような発泡の懸念が解消する。そして、バインダーが十分に絡まり合った状態にあるので、脱バインダー工程での層間剥離が生じる虞が無い。
【００７５】
また、複数枚のグリーンシート１４に対して同時に磁場を印加させる場合には、例えばグリーンシート１４を複数枚（例えば６枚）積層した状態で連続搬送し、積層したグリーンシート１４がソレノイド２５内を通過するように構成する。それによって生産性を向上させることが可能となる。
【００７６】
その後、磁場配向を行ったグリーンシート１４を所望の製品形状（例えば、図１に示す扇形形状）に打ち抜きし、成形体４０を成形する。
【００７７】
続いて、成形された成形体４０を大気圧、又は大気圧より高い圧力や低い圧力（例えば、１．０Ｐａや１．０ＭＰａ）に加圧した非酸化性雰囲気（特に本発明では水素雰囲気又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気）においてバインダー分解温度（配向を助長する添加剤を添加していた場合には該添加剤の熱分解温度以上の条件も満たす温度）で数時間〜数十時間（例えば５時間）保持することにより仮焼処理を行う。水素雰囲気下で行う場合には、例えば仮焼中の水素の供給量は５Ｌ／ｍｉｎとする。仮焼処理を行うことによって、バインダー等の有機化合物を解重合反応等によりモノマーに分解し飛散させて除去することが可能となる。即ち、成形体４０中の炭素量を低減させる所謂脱カーボンが行われることとなる。また、仮焼処理は、成形体４０中の炭素量が２０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下とする条件で行うこととする。それによって、その後の焼結処理で永久磁石１全体を緻密に焼結させることが可能となり、残留磁束密度や保磁力を低下させることが無い。また、上述した仮焼処理を行う際の加圧条件を大気圧より高い圧力で行う場合には、１５ＭＰａ以下とすることが望ましい。尚、加圧条件は大気圧より高い圧力、より具体的には０．２ＭＰａ以上とすれば特に炭素量軽減の効果が期待できる。
【００７８】
尚、バインダー分解温度は、バインダー分解生成物および分解残渣の分析結果に基づき決定する。具体的にはバインダーの分解生成物を補集し、モノマー以外の分解生成物が生成せず、かつ残渣の分析においても残留するバインダー成分の副反応による生成物が検出されない温度範囲が選ばれる。バインダーの種類により異なるが２００℃〜９００℃、より好ましくは４００℃〜６００℃（例えば４５０℃）とする。
【００７９】
また、上記仮焼処理は、一般的な磁石の焼結を行う場合と比較して、昇温速度を小さくするのが好ましい。具体的には、昇温速度を２℃／ｍｉｎ以下（例えば１．５℃／ｍｉｎ）とする。従って、仮焼処理を行う場合には、図７に示すように２℃／ｍｉｎ以下の所定の昇温速度で昇温し、予め設定された設定温度（バインダー分解温度）に到達した後に、該設定温度で数時間〜数十時間保持することにより仮焼処理を行う。上記のように仮焼処理において昇温速度を小さくすることによって、成形体４０中の炭素が急激に除去されず、段階的に除去されるので、焼結後の永久磁石の密度を上昇させる（即ち、永久磁石中の空隙を減少させる）ことが可能となる。そして、昇温速度を２℃／ｍｉｎ以下とすれば、焼結後の永久磁石の密度を９５％以上とすることができ、高い磁石特性が期待できる。
【００８０】
また、仮焼処理によって仮焼された成形体４０を続いて真空雰囲気で保持することにより脱水素処理を行っても良い。脱水素処理では、仮焼処理によって生成された成形体４０中のＮｄＨ３（活性度大）を、ＮｄＨ３（活性度大）→ＮｄＨ２（活性度小）へと段階的に変化させることによって、仮焼処理により活性化された成形体４０の活性度を低下させる。それによって、仮焼処理によって仮焼された成形体４０をその後に大気中へと移動させた場合であっても、Ｎｄが酸素と結び付くことを防止し、残留磁束密度や保磁力を低下させることが無い。また、磁石結晶の構造をＮｄＨ２等からＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ構造へと戻す効果も期待できる。
【００８１】
続いて、仮焼処理によって仮焼された成形体４０を焼結する焼結処理を行う。尚、成形体４０の焼結方法としては、一般的な真空焼結以外に成形体４０を加圧した状態で焼結する加圧焼結等も用いることが可能である。例えば、真空焼結で焼結を行う場合には、所定の昇温速度で８００℃〜１０８０℃程度の焼成温度まで昇温し、０．１〜２時間程度保持する。この間は真空焼成となるが真空度としては５Ｐａ以下、好ましくは１０−２Ｐａ以下とすることが好ましい。その後冷却し、再び３００℃〜１０００℃で２時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。
【００８２】
一方、加圧焼結としては、例えば、ホットプレス焼結、熱間静水圧加圧（ＨＩＰ）焼結、超高圧合成焼結、ガス加圧焼結、放電プラズマ（ＳＰＳ）焼結等がある。但し、焼結時の磁石粒子の粒成長を抑制するとともに焼結後の磁石に生じる反りを抑える為に、一軸方向に加圧する一軸加圧焼結であって且つ通電焼結により焼結するＳＰＳ焼結を用いることが好ましい。尚、ＳＰＳ焼結で焼結を行う場合には、加圧値を例えば０．０１ＭＰａ〜１００ＭＰａとし、数Ｐａ以下の真空雰囲気で９４０℃まで１０℃／分で上昇させ、その後５分保持することが好ましい。その後冷却し、再び３００℃〜１０００℃で２時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。
【００８３】
以下に、図８を用いてＳＰＳ焼結による成形体４０の加圧焼結工程についてより詳細に説明する。図８はＳＰＳ焼結による成形体４０の加圧焼結工程を示した模式図である。
図８に示すようにＳＰＳ焼結を行う場合には、先ず、グラファイト製の焼結型４１に成形体４０を設置する。尚、上述した仮焼処理についても成形体４０を焼結型４１に設置した状態で行っても良い。そして、焼結型４１に設置された成形体４０を真空チャンバー４２内に保持し、同じくグラファイト製の上部パンチ４３と下部パンチ４４をセットする。そして、上部パンチ４３に接続された上部パンチ電極４５と下部パンチ４４に接続された下部パンチ電極４６とを用いて、低電圧且つ高電流の直流パルス電圧・電流を印加する。それと同時に、上部パンチ４３及び下部パンチ４４に対して加圧機構（図示せず）を用いて夫々上下方向から荷重を付加する。その結果、焼結型４１内に設置された成形体４０は、加圧されつつ焼結が行われる。また、生産性を向上させる為に、複数（例えば１０個）の成形体に対して同時にＳＰＳ焼結を行うことが好ましい。尚、複数の成形体４０に対して同時にＳＰＳ焼結を行う場合には、一の空間に複数の成形体４０を配置しても良いし、成形体４０毎に異なる空間に配置するようにしても良い。尚、成形体４０毎に異なる空間に配置する場合には、空間毎に成形体４０を加圧する上部パンチ４３や下部パンチ４４は各空間の間で一体とする（即ち一体となっている一の上部パンチ４３及び下部パンチ４４を駆動させることにより各空間にある複数の成形体を同時に加圧できる）ように構成する。
【実施例】
【００８４】
以下に、本発明の実施例について比較例と比較しつつ説明する。
（実施例１）
実施例１はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石であり、合金組成はｗｔ％でＮｄ／Ｆｅ／Ｂ＝３２．７／６５．９６／１．３４とする。また、磁石粉末にバインダーを添加することによりコンパウンドを作製した。バインダーとしてはポリイソブチレン（ＰＩＢ）を用いた。更に、コンパウンドには、配向を助長する添加剤についても添加した。尚、磁石粉末に対するバインダーと添加剤の添加量は、それぞれ４部とした。また、加熱溶融したコンパウンドをスロットダイ方式により基材に塗工して８ｍｍ厚のグリーンシートを成形した。また、成形したグリーンシートを２００℃に加熱したホットプレートにより５分間加熱するとともに、磁場配向は、グリーンシートに対して面内方向且つ長さ方向に１２Ｔの磁場を印加することにより行った。そして、磁場配向後に所望の形状に打ち抜いたグリーンシートを水素雰囲気で仮焼し、その後、真空焼結で焼結した。仮焼処理の条件は昇温速度を１．５℃／ｍｉｎとし、４５０℃に到達した後に４５０℃で５時間保持とする。尚、他の工程は上述した［永久磁石の製造方法］と同様の工程とする。【００８５】
（比較例１）
仮焼処理の条件を、昇温速度を１５℃／ｍｉｎとし、４５０℃に到達した後に５時間保持とした。他の条件は実施例１と同様である。【００８６】
（比較例２）
磁石粉末に対して配向を助長する添加剤を添加せずに、バインダーのみを添加することによりコンパウンドを作製した。バインダーとしてはポリイソブチレン（ＰＩＢ）を用い、磁石粉末に対するバインダーの添加量は８部とした。他の条件は比較例１と同様である。【００８７】
（実施例と比較例との比較）【００８８】
実施例１及び比較例１、２の焼結後の各磁石の密度[%]及び配向度[％]を測定した。また、実施例１及び比較例１、２の各磁石について残留磁束密度[kG]と保磁力[kOe]を測定した。尚、配向度の測定は、直流自記磁束計（東英工業株式会社製「TRF-5BH-25auto」、最大印加磁場２５kOe）を用いてＢｒ（残留磁束密度）とＪｍａｘ（最大磁化）を測定し、Ｂｒ／Ｊｍａｘを算出することにより行った。図９に測定結果の一覧を示す。【００８９】
実施例１の永久磁石と比較例１の永久磁石の密度を比較すると、実施例１の永久磁石は、比較例１の永久磁石よりも密度が高く、密度が９９％となった。一方、比較例１の永久磁石では密度が９０％となり、磁石内に空隙が多数形成されていることが予想される。尚、比較例１の永久磁石では、仮焼処理の昇温速度を１５℃／ｍｉｎとしており、昇温速度が速いことから、仮焼処理において成形体中の炭素が急激に除去され、永久磁石内に空隙が生じたと考えられる。それに対して、実施例１の永久磁石では、昇温速度が低速であるので、成形体中の炭素が段階的に除去され、比較例１に比べて永久磁石中の空隙を減少させることができたと考えられる。尚、図９に示すように、永久磁石の密度は磁石特性に大きく影響し、密度の高い実施例１の永久磁石の方が残留磁束密度や保磁力について高い値を示している。尚、密度が９５％以上であれば、十分な磁気特性を発揮することが可能であり、仮焼処理の昇温速度を２℃／ｍｉｎ以下とすれば、９５％以上の密度の永久磁石を実現することができた。【００９０】
また、実施例１や比較例１の永久磁石と比較例２の永久磁石の配向度を比較すると、実施例１や比較例１の永久磁石は、比較例２の永久磁石よりも配向度が高い、即ち、一方向（磁場を印加した方向であるグリーンシートの面内方向且つ長さ方向）により多くの磁石粒子が配向していることが分かる。この結果は、実施例１や比較例１の永久磁石では、磁石粉末に添加された配向を助長する添加剤が磁石粒子の表面に付着することによって、磁石粒子の回動を補助する役目を果たし、磁石の配向を容易化したことが原因であると予測される。一方、配向を助長する添加剤を添加しなかった比較例２の永久磁石では、上記配向を助長する添加剤による効果が得られなかったことから、磁場を印加しても配向が完全に行われない磁石粒子が多くなったと予測される。ここで、基本的に異方性磁石では配向度が高い程、磁石特性が向上する。従って、図９に示すように、残留磁束密度や保磁力についても実施例１や比較例１の永久磁石の方が高い値を示している。【００９１】
以上説明したように、本実施形態に係る永久磁石１及び永久磁石１の製造方法では、磁石原料を磁石粉末に粉砕し、粉砕された磁石粉末とバインダーを混合することによりコンパウンド１２を生成する。そして、生成したコンパウンド１２をホットメルト成形によって支持基材１３上にシート状に成形したグリーンシート１４を作製する。その後、成形したグリーンシート１４を加熱して軟化させるとともに、加熱されたグリーンシート１４に対して磁場を印加することにより磁場配向を行い、更に、磁場配向後のグリーンシート１４を焼結することにより永久磁石１を製造する。その結果、焼結による収縮が均一となることにより焼結後の反りや凹みなどの変形が生じず、また、プレス時の圧力むらが無くなることから、従来行っていた焼結後の修正加工をする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。それにより、高い寸法精度で永久磁石を成形可能となる。また、永久磁石を薄膜化した場合であっても、材料歩留まりを低下させることなく、加工工数が増加することも防止できる。また、成形したグリーンシート１４を加熱するとともに、加熱されたグリーンシート１４に対して磁場を印加することにより磁場配向を行うので、成形後であってもグリーンシート１４に対する磁場配向を適切に行わせることができ、永久磁石の磁気特性を向上させることが可能となる。また、磁場配向時において液寄り、即ち、グリーンシート１４の厚みの偏りが生じる虞が無い。更に、均一磁場中に搬送され、加熱されることでバインダーの粘度低下が生じ、均一磁場中の回転トルクのみで、一様なＣ軸配向が可能となる。更に、厚さ１ｍｍを越えるグリーンシート１４を作成した場合でも発泡することなく、バインダーが十分に絡まり合った状態となるので、脱バインダー工程（仮焼処理）での層間剥離が生じる虞が無い。
また、脱炭素の為にグリーンシートに対する仮焼処理を行った場合において、希土類永久磁石の密度を９５％以上とすることによって、磁石の内部に空隙が形成されることなく、空隙によって磁石特性が大きく低下することを防止できる。
また、グリーンシート１４を非酸化性雰囲気下で、所定の昇温速度で設定温度まで昇温した後に、設定温度に一定時間保持することにより、バインダーを飛散させて除去するので、仮焼する際の温度変化に伴ってグリーンシート１４中に含まれる炭素を段階的に除去することが可能となる。
また、グリーンシート１４を非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することによりバインダーを飛散させて除去するので、バインダーを添加した場合であっても磁石内に含有する炭素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。
また、グリーンシート１４を非酸化性雰囲気下で、２℃／ｍｉｎ以下の昇温速度で設定温度まで昇温した後に、設定温度に一定時間保持することにより仮焼処理を行うので、グリーンシート１４中に含まれる炭素を緩やかな温度変化に伴って段階的に除去することが可能となる。従って、磁石の内部に空隙が多数形成されることなく、高い密度の希土類永久磁石とすることが可能となる。
また、磁石粉末とバインダーの混合物をシート状のグリーンシートへと成形することによって、その後の最終製品形状への成形や配向方向の制御等をより容易に行わせることが可能となる。また、生産性についても向上させることが可能となる。
また、グリーンシート１４は長尺シート状であって、磁場配向する工程では、グリーンシート１４の面内方向且つ長さ方向、面内方向且つ幅方向又はシート面の垂直方向に対して磁場を印加することにより磁場配向するので、磁場配向を適切に行わせることができ、永久磁石の磁気特性を向上させることが可能となる。また、磁場の印加方向をグリーンシート１４の面内方向且つ長さ方向又は面内方向且つ幅方向とすれば、磁場を印加する際に、グリーンシート１４の表面が逆立つ虞もない。一方、磁場の印加方向をグリーンシート１４のシート面に対して垂直方向とすれば、Ｃ軸（磁化容易軸）を厚さ方向とした薄膜の異方性磁石とすることが可能となる。【００９２】
尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、磁石粉末の粉砕条件、混練条件、成形条件、磁場配向工程、仮焼条件、焼結条件などは上記実施例に記載した条件に限られるものではない。例えば、上記実施例ではビーズミルを用いた湿式粉砕により磁石原料を粉砕しているが、ジェットミルによる乾式粉砕により粉砕することとしても良い。また、仮焼を行う際の雰囲気は非酸化性雰囲気であれば水素雰囲気以外（例えば窒素雰囲気、Ｈｅ雰囲気等、Ａｒ雰囲気等）で行っても良い。【００９３】
また、上記実施例では、磁石粉末とバインダーとの混合体を一旦シート形状に成型した後に磁場配向を行う構成としているが、シート形状以外の形状に成型した後に磁場配向を行う構成としても良い。例えば、ブロック形状に成型しても良い。そして、磁場配向されたブロック形状の成形体を更に加工することによって最終製品形状へと成形する。【００９４】
また、上記実施例では、バインダーとして樹脂や長鎖炭化水素や脂肪酸エステルを用いることとしているが、他の材料を用いても良い。【００９５】
また、上記実施例では、磁石粉末を成形した後に水素雰囲気又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気において仮焼を行っているが、成形前の磁石粉末に対して仮焼処理を行い、仮焼体である磁石粉末を成形体に成形し、その後に焼結を行うことによって永久磁石を製造することとしても良い。このような構成とすれば、粉末状の磁石粒子に対して仮焼を行うので、成形後の磁石粒子に対して仮焼を行う場合と比較して、仮焼対象となる磁石の表面積を大きくすることができる。即ち、仮焼体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。但し、バインダーを仮焼処理で熱分解させる為に、成形後に仮焼処理を行うことが望ましい。【００９６】
また、上記実施例では、グリーンシート１４の加熱工程と磁場配向工程とを同時に行うこととしているが、加熱工程を行った後であってグリーンシート１４が凝固する前に磁場配向工程を行っても良い。また、塗工されたグリーンシート１４が凝固する前（即ち、加熱工程を行わなくてもグリーンシート１４が既に軟化された状態）に磁場配向を行う場合には、加熱工程を省略しても良い。【００９７】
また、上記実施例では、スロットダイ方式による塗工工程と加熱工程と磁場配向工程とを連続した一連の工程により行っているが、連続した工程により行わないように構成しても良い。また、塗工工程までの第１工程と、加熱工程以降の第２工程とに分けて、夫々連続した工程により行うこととしても良い。その場合には、塗工されたグリーンシート１４を所定長さに切断し、静止した状態のグリーンシート１４に対して加熱及び磁場印加を行うことにより磁場配向を行うように構成することが可能である。【００９８】
また、本発明ではＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を例に挙げて説明したが、他の磁石（例えばサマリウム系コバルト磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石等）を用いても良い。また、磁石の合金組成は本発明ではＮｄ成分を量論組成より多くしているが、量論組成としても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１          永久磁石
１１        ジェットミル
１２        コンパウンド
１３        支持基材
１４        グリーンシート
１５        ダイ
２５        ソレノイド
２６        ホットプレート
３７        加熱装置
４０        成形体
【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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【国際調査報告】
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