(57)【要約】      （修正有）【課題】浸透装置を提供する。【解決手段】浸透装置は、環状溝を有する加熱室２０と、加熱室の下端の開口端より下方に設けられた回転トレイ１０と、回転トレイに取り付けられた回転ブラケット１１０と、回転ブラケットに設けられたボックス４１０と、昇降機構と、動力伝達装置とを備え、回転ブラケット及びボックスが、昇降機構の作用により、上下方向に昇降移動することができ、回転ブラケットが動力伝達装置の作用により環状溝内で自転するとともに、回転トレイの中心軸の周りを公転することができる。本考案の浸透装置は、磁石位置の条件の同等性を実現するとともに、加熱環境の条件の同等性も実現するので、焼結磁石の高温浸透時及び空冷時に必須の温度条件の適合性が満たされ、製品の性能の適合性が確保される。【選択図】図１
0003204277.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
環状溝を有し、且つ下端に加熱室開口端が設けられた加熱室と、
前記加熱室開口端より下方に設けられた回転トレイと、
前記回転トレイに取り付けられた回転ブラケットと、
前記回転ブラケットに設けられたボックスと、
回転ブラケットとボックスが、前記加熱室開口端から前記環状溝に進退できるように前記回転トレイを上下方向に昇降移動させる昇降機構と、
前記回転ブラケットを環状溝内で自転させるとともに、前記回転トレイの中心軸の周りを公転させる動力伝達装置と、
を備えることを特徴とする浸透装置。
【請求項２】
前記加熱室は、
前記環状溝の内壁の両側に設けられた加熱部材であって、前記回転ブラケットの中心からの距離が同一であり、ボックスをその両側から等距離で加熱する加熱部材と、
前記環状溝を形成し、表層が反射シールドであり、内部に耐火保温材が充填される加熱室保温部材と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の浸透装置。
【請求項３】
前記加熱室は、さらに、
加熱室の上部に設けられ、且つ環状アレイ状に配置されている通気口と、
前記通気口より下方に設けられ、前記通気口を開閉するための通気口開閉手段であって、閉状態で保温の機能を発揮する反射シールドを有し、閉状態では、前記通気口が完全に閉鎖されていない通気口開閉手段と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の浸透装置。
【請求項４】
前記回転トレイは、
前記加熱室及び前記ボックスを保温するトレイ保温部材と、
前記トレイ保温部材より下方に設けられ、且つ内部に冷却通路を有する支持部材と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の浸透装置。
【請求項５】
前記浸透装置は、さらに、
前記回転トレイの回転速度及び前記加熱室の加熱温度を制御する制御器
を有することを特徴とする請求項１に記載の浸透装置。
【請求項６】
前記回転ブラケットは、回転機構により環状アレイ状に前記回転トレイに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の浸透装置。
【請求項７】
前記動力伝達装置は、
前記回転トレイの回転及び前記回転ブラケットの前記回転トレイの中心軸の周りの公転を駆動する第１ドライバと、
前記回転ブラケットの自転を駆動する第２ドライバと、
を有することを特徴とする請求項１に記載の浸透装置。
【請求項８】
前記ボックスは、底部にボスを有し、上蓋に凹溝を有し、ボスと凹溝が、嵌合することにより、異なるボックスが同心に位置決めされて積み重ねられるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の浸透装置。
【請求項９】
前記回転ブラケットは、上部に凹溝を有し、前記回転ブラケットの凹溝と前記ボックスの底部のボスが、嵌合することにより、前記ボックスと前記回転ブラケットが同心に位置決めされて載置されるように設けられていることを特徴とする請求項８に記載の浸透装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は浸透装置に関し、特に、磁石表層の浸透処理に用いられる浸透装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表層にＤｙやＴｂを浸透させる技術は、高性能のＮｄＦｅＢ希土類永久磁石をブリケットに焼結した後の表層処理の新しい技術である。磁石表層の一定の深さ範囲にＤｙ又はＴｂを浸透させる処理は、磁石の耐熱性及び保磁力を著しく向上させることができるので、高性能のＮｄＦｅＢ希土類永久磁石の製造分野において初歩段階で適用されている。
【０００３】
真空高温浸透炉は、焼結永久磁石の表層にＤｙ又はＴｂを浸透させる熱処理を行う高温真空炉である。通常の高温真空炉の本体の構造は、加熱及び真空引きを行う炉体と、その内部でのワークの移動を駆動する駆動機構とを備える。例えば、従来技術において、キャビティを有する炉本体と、キャビティの開口に設けられた蓋と、前記蓋に設けられ、キャビティ内の加工されるワークの移動を観察する観察用孔と、前記加工されるワークの移動を駆動する駆動機構と、を備え、前記駆動機構を制御する制御ボックスをさらに備え、前記観察用孔にはモニタが設けられ、前記制御ボックスにはディスプレイが設けられ、前記モニタと前記ディスプレイが電気的に接続された高温真空炉が開示されている（例えば、特許文献1参照）。しかし、浸透技術は、温度に対して大変敏感なので、通常の高温真空炉はその要求を満たすことができない。浸透処理を行う際に、加熱室内の各被浸透磁石の温度の制御は、磁石表層の浸透の品質に直接影響を与える。各位置の磁石への加熱温度の差異及び昇降温速度の差異は、磁石の浸透層の厚み及び品質が異なる原因となり、製品の性能の適合性に深刻な悪影響を及ぼし、正常な製造ができなくなる可能性もある。
【０００４】
従来では、磁石の表層への浸透処理を行う浸透装置は、一般的には、通常の真空焼結炉が用いられる。例えば、ａ）真空急冷凝固技術によりＮｄＦｅＢ合金の磁性体の素材を製造するステップと、ｂ）前記素材に対して、面取り―洗浄処理―水晒し―表面改質―水晒しの処理を順に行うステップと、ｃ）処理された永久磁石に対して、ニッケル／重希土類複合層の電気めっきをするステップと、ｄ）ＮｄＦｅＢ焼結磁性体を真空熱処理炉内に入れて熱処理を行うステップとを含むＮｄＦｅＢ焼結永久磁石の保磁力を向上させる磁石の製造方法が開示されている（例えば、特許文献2参照）。通常の真空熱処理炉を用いて表層の浸透処理を行う場合の効果が理想には届かない。主な理由は以下のとおりである。浸透されたＮｄＦｅＢ磁石が炉体内で静止しており、加熱中に熱が外層に並べられた磁石から内層に並べられた磁石へ伝達され、熱処理炉内の各位置の温度にばらつきがある。このため、各位置に並べられた磁石は、加熱、保温、及び温度昇降時に、温度が均一ではなく、完成品の浸透層の深さが一致せず、性能にばらつきがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】CN102331194A
【特許文献２】CN103839670A
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術の問題を解消するために、本考案は、被浸透磁石の温度の不一致及び温度の昇降速度の不一致の問題を解決した浸透装置及び浸透方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の浸透装置は、
環状溝を有し、且つ下端に加熱室開口端が設けられた加熱室と、
前記加熱室開口端より下方に設けられた回転トレイと、
前記回転トレイに取り付けられた回転ブラケットと、
前記回転ブラケットに設けられたボックスと、
回転ブラケットとボックスが、前記加熱室開口端から前記環状溝に進退可能であるように前記回転トレイを上下方向に昇降移動させる昇降機構と、
前記回転ブラケットを環状溝内で自転させるとともに、前記回転トレイの中心軸の周りを公転させる動力伝達装置と、
を備える。
【０００８】
本考案の浸透装置によれば、前記加熱室は、
前記環状溝の内壁の両側に設けられた加熱部材であって、前記回転ブラケットの中心からの距離が同一であり、ボックスをその両側から等距離で加熱する加熱部材と、
前記環状溝を形成し、表層が反射シールドであり、内部に耐火保温材が充填されている加熱室保温部材と、
を含むのが好ましい。
【０００９】
本考案の浸透装置によれば、前記加熱室は、さらに、
加熱室の上部に設けられ、且つ環状アレイ状に配置されている通気口と、
前記通気口より下方に設けられ、前記通気口を開閉するための通気口開閉手段であって、閉状態で保温の機能を発揮する反射シールドを有し、閉状態では、前記通気口が完全に閉鎖されていない通気口開閉手段と、
を含むのが好ましい。
【００１０】
本考案の浸透装置によれば、前記回転トレイは、
前記加熱室及び前記ボックスを保温するトレイ保温部材と、
前記トレイ保温部材より下方に設けられ、内部に冷却通路を有する支持部材と、
を含むのが好ましい。
【００１１】
本考案の浸透装置によれば、前記浸透装置は、さらに、
前記回転トレイの回転速度及び前記加熱室の加熱温度を制御する制御器をさらに含むのが好ましい。
【００１２】
本考案の浸透装置によれば、前記回転ブラケットは、回転機構により環状アレイ状に前記回転トレイに取り付けられるのが好ましい。
【００１３】
本考案の浸透装置によれば、前記動力伝達装置は、
前記回転トレイの回転及び前記回転ブラケットの前記回転トレイの中心軸の周りの公転を駆動する第１ドライバと、
前記回転ブラケットの自転を駆動する第２ドライバと、
を含むのが好ましい。
【００１４】
本考案の浸透装置によれば、前記ボックスは、底部にボスを有し、上蓋に凹溝を有し、ボスと凹溝が、嵌合することにより、異なるボックスが同心に位置決めされて積み重ねられるように設けられているのが好ましい。
【００１５】
本考案の浸透装置によれば、前記回転ブラケットは、上部に凹溝を有し、前記回転ブラケットの凹溝と前記ボックスの底部のボスが、嵌合することにより、前記ボックスと前記回転ブラケットが同心に位置決めされて載置されるように設けられているのが好ましい。
【００１６】
本考案は、上述のいずれか一項に記載の浸透装置を使用し、磁石の高温浸透を行う方法をさらに提供する。この方法は、
（１）磁石を、単層で又は複数層を積層して、ボックスに装入し、
昇降機構により、回転トレイ及び回転ブラケットの全体を下降させ、前記ボックスを、単層で又は積層して、回転ブラケットに載置し、
昇降機構により、回転トレイ及び回転ブラケットの全体を上昇させ、前記ボックスを加熱室の環状溝に搬入する原料装入ステップと、
（２）加熱室の真空引きを行う真空引きステップと、
（３）動力伝達装置により回転トレイを回転させ、回転ブラケットを環状溝内で自転させるとともに、加熱室の環状溝の周りを公転させ、前記回転トレイの回転速度及び前記加熱室の加熱温度を制御して磁石の浸透処理を行う高温浸透ステップと、
（４）循環冷却されたアルゴンガスを通気口から加熱室に導入し、ボックスに装入された浸透済みの磁石を冷却する冷却ステップと、
（５）昇降機構により回転トレイを下降させ、浸透済みの磁石が装入されたボックスを搬出するボックス搬出ステップと、
を備える。
【考案の効果】
【００１７】
本考案の有利な効果は以下のものである。ボックスは、回転ブラケットに載置され、回転ブラケットと共に自転するとともに環状溝を有する加熱室の周りを公転することによって、回転により位置を変換する高温浸透を行うことができ、磁石位置の条件の同等性が確保される。ボックスが同心で回転ブラケットに載置されるので、磁石位置の条件の同等性がさらに確保される。さらに、加熱室は環状溝構造を採用し、両側から等距離で加熱するので、加熱環境の条件の同等性が実現される。よって、本考案は、加熱室の各位置の温度の差異による磁石温度の差異が解消され、磁石の浸透層の厚みの一貫性が向上し、完成品の性能の一貫性が向上する。また、昇温速度及び降温速度を上昇させても、磁石温度の一貫性を確保できるので、エネルギー消費を低減し、生産サイクルを短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本考案に係る浸透装置を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本考案に係る浸透装置の加熱室を示す概略底面図である。
【図３】図３は、本考案に係る浸透装置の回転トレイ及び回転ブラケットの回転形態を示す概略平面図である。
【図４】図４は、本考案に係る浸透装置の回転トレイ、回転ブラケット、及び動力伝達機構を示す概略平面図である。
【図５】図５は、本考案の回転ブラケットに積み重ねられて並べられたボックスを示す概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
以下は、図面及び具体的な実施例を参照しながら、本考案をさらに説明する。なお、本考案の範囲は下記説明に限られていない。
【００２０】
本考案に記載の「上」、「下」等の位置を限定する表現は、本考案の浸透装置の関連部材間の相対的な位置関係を説明するためのものにすぎない。本考案に記載の「耐高温」、「高強度」等の材料を限定する表現は、当該分野の技術常識に基づくものであり、通常の意味を有し、当業者であればその意味を明白に理解できるであろう。
【００２１】
＜浸透装置＞
本考案に係る浸透装置（拡散装置）は、磁石表層を浸透処理するための浸透装置、例えば、浸透炉として用いられる。具体的な実用例は、高温真空浸透炉を含むが、高温真空浸透炉に限らない。本考案に係る浸透装置は、環状溝を有し、且つ下端に加熱浸透処理の収納空間として加熱室開口端が設けられた加熱室と、前記加熱室開口端より下方に設けられた回転トレイと、前記回転トレイに取り付けられた回転ブラケットと、前記回転ブラケットに設けられたボックスと、昇降機構と、動力伝達装置とを備える。回転ブラケット及びボックスが、昇降機構の作用により、前記加熱室開口端から前記環状溝へ進退可能であるように上下方向に昇降移動する。前記回転ブラケットは、動力伝達装置の作用により、環状溝内を自転しながら、前記回転トレイの中心軸の周りを公転する。
【００２２】
本考案の浸透装置によれば、前記加熱室は、加熱部材と、加熱室保温部材とを備えるのが望ましい。前記加熱部材は、前記環状溝の内壁の両側に設けられ、分散するように配置することができる。例えば、ストライプ状や格子状に並べることができる。前記加熱部材は、環状溝の内壁の両側に環状に設けられるのが望ましい。好ましくは、両側の加熱部材から前記回転ブラケットの中心までの距離が同一である。これにより、ボックスに対して両側から等距離で加熱することができる。前記加熱部材は、当該分野の様々な耐高温金属材である。耐高温のモリブデン板が好ましい。厚さは１〜５ｍｍ、好ましくは１．５〜３ｍｍである。本考案の好適な一実施例において、厚さは２ｍｍである。各耐高温のモリブデン板の幅は３０〜８０ｍｍ、好ましくは４０〜６０ｍｍである。前記加熱室保温部材は、前記環状溝を形成する。加熱室保温部材は、表層が反射シールドであり、内部に耐火保温材が充填されている。前記反射シールドは、耐高温のモリブデン板などの様々な耐高温の金属板材である。厚さは０．１〜３ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍである。本考案の好適な一実施例において、厚さは１ｍｍである。耐火保温材は、当該分野においてよく用いられるものであればよい。耐火煉瓦又は耐高温ムライトが好ましい。
【００２３】
加熱処理に関連する他の部材も、耐高温材料で製造される。例えば、前記ボックスの材料は、耐熱性を有する鋼又は黒鉛を含んでもよい。
【００２４】
本考案の浸透装置によれば、前記加熱室は、通気口と、通気口開閉手段とを備えるのが望ましい。通気口は、加熱室の気圧を制御する気流通路である。加熱室の上部に設けられ、環状アレイ状に配置されていることが好ましい。通気口開閉手段は、前記通気口より下方に設けられ、前記通気口を開閉するためのものである。前記通気口開閉手段は、閉状態で保温の機能を発揮する反射シールドを有し、閉状態では、前記通気口を完全に閉鎖するわけではなく、加熱室の内外で気体流通が依然として可能であることが好ましい。
【００２５】
本考案の浸透装置によれば、前記回転トレイの回転速度及び前記加熱室の加熱温度を制御する制御器をさらに備えるのが望ましい。この制御器の種類及び制御プログラムは、特に制限されておらず、上記制御の機能を発揮できればよい。また、従来技術に基づいて実施すればよい。例えば、制御器は、回転トレイの回転速度を制御するインバータやインバータモータ装置の速度制御器及び加熱室内の温度を制御するパワー制御器を備えてもよい。
【００２６】
本考案の浸透装置によれば、前記回転トレイは、トレイ保温部材と、支持部材とを備えるのが望ましい。トレイ保温部材は、前記加熱室及び前記ボックスの保温を行う。支持部材は、前記トレイ保温部材より下方に設けられて、前記トレイ保温部材を支持する。前記支持部材は、高強度の耐高温金属材で製造されることが好ましい。前記支持部材の内部には、高温処理完了後に降温冷却処理を行うために、冷却通路があることが好ましい。
【００２７】
本考案の浸透装置によれば、前記回転ブラケットは回転機構により環状アレイ状に前記回転トレイに取り付けられるのが望ましい。前記回転機構は、前記回転ブラケットを相対的に固定しながら自転させるためのものであり、その具体的な形態については、特に制限しない。
【００２８】
本考案の浸透装置によれば、前記動力伝達装置は、第１ドライバと、第２ドライバとを備えるのが望ましい。第１ドライバは、前記回転トレイの回転及び前記回転ブラケットの前記回転トレイの中心軸の周りの公転を駆動するためのものであり、ウォーム減速機又はサイクロイド針輪減速機を備えてもよい。第２ドライバは、前記回転ブラケットの自転を駆動するためのものであり、前記回転トレイに取り付けられた駆動ギア及び前記回転ブラケットに設けられ、前記駆動ギアに噛み合う受動ギア備えてもよい。
【００２９】
本考案の浸透装置によれば、前記ボックスの間及び前記ボックスと前記回転ブラケットとの間は、様々な方法によって着脱自在に接続されている。前記ボックスの底部にボスを有し、上蓋に凹溝を有し、前記ボスと前記凹溝が、ボックスが同心に位置決めされて積み重ねられるように嵌合されることが好ましい。前記回転ブラケットの上部に凹溝を有し、前記回転ブラケットの前記凹溝と前記回転ブラケットの最底層のボックスの底部に位置する前記ボスは、前記ボックスと前記回転ブラケットが同心に位置決めされて載置されるように嵌合されることがより好ましい。ボスと凹溝は、円状、方形、三角形などの形状であってもよい。
【００３０】
＜浸透方法＞
本考案は、上述のいずれか一項に記載の浸透装置を使用し、磁石の高温浸透を行う方法をさらに提供する。この方法は、原料装入ステップ、真空引きステップ、高温浸透ステップ、冷却ステップ、及びボックス搬出ステップなどを備える。具体的なステップは以下のとおりである。
【００３１】
（１）原料装入ステップ
磁石を、単層で又は複数層を積層して、ボックスに装入し、昇降機構により、回転トレイ及び回転ブラケットの全体を下降させ、前記ボックスを、単層で又は積層して、回転ブラケットに載置し、昇降機構により回転トレイ及び回転ブラケットの全体を上昇させ、前記ボックスを加熱室の環状溝に搬入する。前記磁石は、表層の処理を行った各種類の磁石である。例えば、表面にフッ化Ｄｙ極細粉末が塗布されたＮｄＦｅＢ焼結磁石を用いる。
【００３２】
（２）真空引きステップ
加熱室の真空引きを行う。具体的には、加熱室の上部の通気口より下方に設けられた通気口開閉手段を開とし、加熱室内の気体を抽出して浸透装置の外部に排出する。浸透装置内の圧力が所定値に達すると、前記通気口開閉手段を閉とする。通気口開閉手段の閉は、加熱室の気体通路を完全に閉鎖するわけではなく、反射シールドとして保温の機能を発揮すればよい。
【００３３】
（３）高温浸透ステップ
動力伝達装置により回転トレイを回転し、回転ブラケットを環状溝内で自転させるとともに加熱室の環状溝の周りを公転させる。前記回転トレイの回転速度及び前記加熱室の加熱温度を制御し、磁石の浸透処理を行う。磁石の浸透処理においては、３〜８℃／ｍｉｎの速度で磁石を８５０〜９５０℃に昇温させ、保温時間を２〜５時間とし、フッ化ジスプロシウム粉末が蒸発し、磁石表面の元素と還元したＤｙ原子が磁石表面から磁石粒界相に拡散し、前記パワー制御器により３〜８℃／ｍｉｎの速度で温度を４００〜５００℃に下降させ、保温時間を２〜５時間とすることが好ましい。浸透処理においては、磁石を４〜６℃／ｍｉｎの速度で８８０〜９２０℃に昇温させ、保温時間を２．５〜３．５時間とし、フッ化ジスプロシウム粉末が蒸発し、磁石表面の元素と還元したジスプロシウム原子が磁石表面から磁石粒界相に拡散し、前記パワー制御器により４〜６℃／ｍｉｎの速度で温度を４２０〜４８０℃に下降させ、保温時間を２．５〜３．５時間とすることがより好ましい。
【００３４】
（４）冷却ステップ
循環冷却される高純度のアルゴンガスを通気口から加熱室に導入し、ボックスに装入された浸透済みの磁石を冷却する。具体的な操作方法は、真空高温浸透炉内の圧力が５．５×１０４Ｐａ〜６．５×１０４Ｐａに達する場合、上記ガスの導入を停止し、加熱室内の温度が２０〜３０℃に下がった場合、循環冷却システムを停止し、回転トレイ及び回転ブラケットの回転を停止し、浸透装置の内外の気圧が同一となるように浸透装置内に大気を導入することが好ましい。
【００３５】
（５）ボックス搬出ステップ
昇降機構により回転トレイを下降させ、浸透済みの磁石が装入されたボックスを搬出する。
【００３６】
実施例１
図１に示すように、この浸透装置は、回転トレイ１０、回転ブラケット１１０、加熱室２０、ボックス４１０等の部材を備える。
【００３７】
回転ブラケット１１０は、その下方の回転トレイ１０に取り付けられ、複数の回転ブラケットは、環状アレイ状に回転トレイ１０に取り付けられ、複数のボックスに対して高温浸透を行うことができる。回転ブラケット１１０の材料としては、耐熱性を有する鋼を用いる。回転ブラケット１１０と回転トレイ１０とは、回転機構１１２により一体的に取り付けられている。回転トレイ１０には、軸受が取り付けられた孔が設けられている。回転ブラケット１１０は、軸受により回転トレイに取り付けられている。
【００３８】
図１及び図４に示すように、回転トレイ１０の下方には、回転トレイ１０の回転を駆動する第１ドライバが取り付けられており、回転ブラケット１１０の下方には、第２ドライバが取り付けられていることで、前記回転トレイの回転によって回転ブラケットの自転を駆動する。第２ドライバは、ギア動力伝達形態を採用する。具体的には、前記回転トレイに取り付けられた駆動ギア３１０、および前記回転ブラケットに取り付けられ、且つ前記駆動ギアと噛み合う受動ギア１１１を用いる。回転ブラケット１１０と回転トレイ１０との間には、回転機構１１２が設けられているので、前記第１ドライバが回転トレイ１０の回転を駆動する際に、回転トレイ１０に取り付けられた回転ブラケット１１０は、回転トレイ１０の中心軸の周りを公転する。前記駆動ギアと従動ギアの噛合によって回転ブラケット１１０が自転する。
【００３９】
前記回転トレイ１０は円状であり、上端のトレイ保温部材１３０及び下端の支持部材１２０を備える。前記トレイ保温部材１３０は加熱室２０及び磁石の保温を行う。前記トレイ保温部材１３０の材料としては、耐火煉瓦又は耐高温ムライトが用いられる。前記支持部材１２０は耐熱性を有する鋼で製造され、高強度および耐高温性を有する。前記支持部材内において循環冷却水が内部に流通する冷却通路を有することにより、上方に載置される複数の回転ブラケットが支持されるとともに、下方の動力伝達装置の高温化が防止される。
【００４０】
前記加熱室２０は環状溝構造を有する。図１、２に示すように、加熱室２０の下端が開口端である。前記回転ブラケット１１０に装入されるボックス４１０は、前記加熱室２０の環状溝内で回転する。前記加熱室２０は、加熱部材２２０と加熱室保温部材２１０とを備え、前記加熱部材２２０が環状溝の内壁の左右両側に取り付けられ、両側の加熱部材２２０から回転ブラケット１１０の中心までの距離が同一であるので、ボックス４１０を両側から等距離で加熱することができる。前記加熱室保温部材２１０の表層は反射シールドであり、加熱室保温部材２１０の内部に耐火保温材料が充填され、加熱室２０及び磁石の保温が行われる。加熱部材２２０の材料としては、幅が５０ｍｍ、厚さが２ｍｍの高温のモリブデン板を用いられる。反射シールドの材料は、厚さが１ｍｍの高温のモリブデン板である。保温材料は、耐火煉瓦や耐高温ムライト等から選択される。
【００４１】
また、図１に示すように、加熱室２０の上方には、環状アレイ状に配置される複数の通気口２１１がさらに設けられている。空冷段階において、前記通気口２１１は、加熱室及びボックスにガスを吹き付けて冷却する。通気口２１１の下方には、通気口を開閉する通気口開閉手段２３０が取り付けられている。通気口開閉手段２３０を閉とする際、加熱室２０の気体通路は完全に閉鎖されず、反射シールドとして保温の機能を発揮すればよい。前記通気口開閉手段２３０の材料としては、厚さが１ｍｍの耐高温のモリブデン板を用いる。加熱室２０には、内部温度を測定するための温度センサがさらに設けられている。
【００４２】
前記浸透装置は、制御器をさらに備える。この制御器は、回転トレイの回転速度を制御するインバータ又はインバータモータ装置の速度制御器、及び加熱室内の温度を制御するパワー制御器を有する。
【００４３】
前記ボックス４１０は円筒状であり、底部が円形のボス状となっており、上蓋が円形の凹溝状となっている。ボスと凹溝の嵌合により、ボックスが同心に位置決めされて載置されることが実現される。ボックス４１０の材質は、耐熱性を有する鋼である。また、回転ブラケット１１０の上方が円形の凹溝状の構造となっており、前記凹溝と最底層のボックスの底部のボスとが嵌合することにより、ボックスと回転ブラケットが同心に位置決めされて載置されることが実現される。
【００４４】
実施例２
以下は、図面を参照しながら、フッ化ジスプロシウムの浸透、表面にフッ化ジスプロシウム極細粉末が塗布されたＮｄＦｅＢ焼結磁石の浸透を例として、本考案の浸透方法の流れを詳しく説明する。当然、当業者は、本考案の浸透方法により、他の磁石に対して高温浸透を行うことができる。
【００４５】
本実施例の具体的なプロセスは以下のとおりである。
【００４６】
原料装入ステップにおいて、表面にフッ化ジスプロシウム極細粉末が塗布されたＮｄＦｅＢ焼結磁石を環状アレイ状に円筒状のボックス４１０に装入する。磁石は、ボックス４１０において、単層で載置されているか、又は複数層を積層して載置されている。昇降機構により、回転トレイ１０及び回転ブラケット１１０の全体を下降させる。昇降機構は、油圧シリンダーから動力を提供する。フッ化ジスプロシウム極細粉末が塗布されたＮｄＦｅＢ焼結磁石が装入されたボックス４１０を回転ブラケット１１０に積み重ねて載置する。図５に示すように、ボックス４１０の底部の円状ボス、ボックスの上蓋の円状凹溝、及び回転ブラケット１１０の上方の円状凹溝は、積み重ねて載置されたボックス４１０と回転ブラケット１１０が同心であることが確実になる。ボックス４１０の載置の高さは、加熱室２０の温度均一領域の高さ以下である。ボックス４１０の載置完了後に、回転トレイ１０が回転ブラケット１１０とともに上昇し、炉体を閉とする。このとき、フッ化ジスプロシウム極細粉末が塗布されたＮｄＦｅＢ焼結磁石が装入されたボックス４１０は、環状溝構造を有する加熱室２０に導入される。環状溝構造を有する加熱室２０において、磁石が高温浸透される。また、高温下で安定性を有する加熱部材２２０は、加熱室２０の溝内壁の左右両側に取り付けられ、左右両側の加熱部材２２０から回転ブラケット１１０の中心までの距離が同一となる。上述したように、積み重ねて載置されたボックス４１０と回転ブラケット１１０が同心にあるので、両側の加熱部材２２０からボックス４１０の中心までの距離が同一となる。これにより、磁石を両側から等距離で熱処理することができる。加熱室２０の加熱室保温部材２１０は、表層が反射シールドであり、内部に耐火保温材料が充填されており、後の加熱ステップにおいて、加熱室２０及び磁石を保温する。
【００４７】
真空引きステップにおいて、真空引きシステムの作動を開始する。通気口２１１より下方に設けられた通気口開閉手段２３０を開とし、加熱室内の気体を速やかに抽出して浸透装置の外部に排出する。浸透装置内の圧力が所定値に達すると、前記通気口開閉手段を閉とする。炉体内の圧力が１×１０-３Ｐａ以下に達すると、通気口開閉手段２３０を閉とする。
【００４８】
高温浸透ステップにおいて、回転トレイ１０及び回転ブラケット１１０の回転を開始し、加熱室内の加熱部材２２０を加熱し始める。通気口２１１より下方の通気口開閉手段２３０を閉とする。このとき、加熱室２０の気体通路は完全に閉鎖されず、反射シールドとして保温の機能を発揮すればよい。加熱室内の温度センサ及びパワー制御器の制御により、加熱部材２２０は、フッ化ジスプロシウム極細粉末が塗布されたＮｄＦｅＢ焼結磁石を５℃／ｍｉｎの速度で９００℃に昇温させ、保温時間を３時間とする。この間には、フッ化ジスプロシウム粉末が蒸発し、磁石表面の元素と還元したＤｙ原子が磁石表面から磁石粒界相に拡散する。その後、同様に温度センサ及びパワー制御器の制御により、５℃／ｍｉｎの速度で温度を４５０℃に下降させ、保温時間を３時間とする。これで加熱を停止し、浸透及び時効プロセスが完了する。
【００４９】
次に、空冷段階に入る。炉体内に高純度のアルゴンガスを導入する。炉体内の圧力が６× １０４Ｐａに達すると、ガスの導入を停止する。通気口２１１より下方に設けられた開閉手段２３０を開とし、循環空冷システムが作動し始める。循環冷却された高純度のアルゴンガスは、環状アレイで並ぶ複数の通気口２１１から加熱室２０に導入される。ボックス４１０に装入された浸透済みのＮｄＦｅＢ磁石が冷却される。温度センサの制御により、加熱室２０内の温度が２５℃に下がると、循環空冷システムの作動が停止し、回転トレイ１０及び回転ブラケット１１０の回転が停止し、炉体内外の気圧が同一となるように炉体内に大気が導入される。
【００５０】
最後に、ボックス搬出段階に入る。回転トレイ１０を下降させ、浸透済みの磁石が装入されたボックス４１０を搬出する。ここまですべてのステップが完了する。
【００５１】
なお、昇温から空冷までに、回転トレイ１０及び回転ブラケット１１０は常に回転状態を維持することに注意する必要がある。
【００５２】
上述したように、本考案の浸透装置は、回転ブラケット１１０及び環状溝構造を有する加熱室２０によって、ボックス４１０が、高温浸透ステップ及び空冷ステップにおいて、自転しながら環状溝構造を有する加熱室２０の周りを公転するので、被浸透磁石の位置の条件の同等性が実現された。また、加熱室２０は環状溝構造を有するので、ボックス４１０と回転ブラケット１１０が同心に位置決めされて載置され、加熱部材２２０は磁石を両側から同距離で加熱する。これにより、加熱環境の条件の同等性が実現され、被浸透磁石の高温浸透段階及び空冷段階での温度の適合性が確保され、磁石の浸透層の厚みの一致性が向上し、完成品の性能の適合性が向上する。また、昇温速度及び降温速度が上昇しても、磁石温度の適合性を確保できるので、エネルギー消費が低減され、生産サイクルが短縮する。
【符号の説明】
【００５３】
１０    回転トレイ
１１０  回転ブラケット
１２０  支持部材、
１３０  トレイ保温部材
１１１  従動ギア
１１２  回転機構
２０    加熱室
２１０  加熱室保温部材
２２０  加熱部材
２３０  通気口開閉手段
２１１  通気口
３１０  駆動ギア
４１０  ボックス
【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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