(57)【要約】【課題】切削屑の排出効率が改善されたワイヤソー装置および切断方法を提供する。【解決手段】本発明のワイヤソー装置は、１本の固定砥粒ワイヤソー１と、ワイヤソーを第１走行線Ｌ１２に沿って走行させる少なくとも２つのローラを含む第１ローラセット１２と、ワイヤソーを第２走行線Ｌ１４に沿って走行させる少なくとも２つのローラを含む第２ローラセット１４と、第１走行線および第２走行線に沿って走行するワイヤソーに対してワークピースを所定の方向に相対的に移動させる機構とを備える。第１走行線と第２走行線とは所定の方向において所定の間隔で互いに平行に形成される。【選択図】  図１
2007276001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線の外周面に砥粒が固着された１本のワイヤソーと、
前記ワイヤソーを第１走行線に沿って走行させる少なくとも２つのローラを含む第１ローラセットと、
前記ワイヤソーを第２走行線に沿って走行させる少なくとも２つのローラを含む第２ローラセットと、
前記第１走行線および前記第２走行線に沿って走行する前記ワイヤソーに対してワークピースを所定の方向に相対的に移動させる機構と
を備え、
前記第１走行線と前記第２走行線とは前記所定の方向において所定の間隔で互いに平行に形成される、ワイヤソー装置。
【請求項２】
前記第１走行線における前記ワイヤソーの走行方向と前記第２走行線における前記ワイヤソーの走行方向とは同じ方向である、請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項３】
前記第１ローラセットは、前記第２ローラセットに含まれるローラの回転方向と逆方向に回転するローラを含む、請求項１または２に記載のワイヤソー装置。
【請求項４】
前記第１走行線に対する前記第１ローラセットの相対位置と、前記第２走行線に対する前記第２ローラセットの相対位置とが反対であり、且つ、前記第１ローラセットと前記第２ローラセットとの間に方向変換用のプーリーをさらに有する、請求項２または３に記載のワイヤソー装置。
【請求項５】
前記第１ローラセットは、前記第２ローラセットに含まれるローラの回転方向と同じ方向に回転するローラを含む、請求項１または２に記載のワイヤソー装置。
【請求項６】
前記第１走行線における前記ワイヤソーの走行方向と前記第２走行線における前記ワイヤソーの走行方向とは逆方向である、請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項７】
前記第１ローラセットは、前記第２ローラセットに含まれるローラの回転方向と逆方向に回転するローラを含む、請求項１または６に記載のワイヤソー装置。
【請求項８】
前記所定の間隔は１０ｍｍ未満である、請求項１から７のいずれかに記載のワイヤソー装置。
【請求項９】
芯線の外周面に砥粒が固着された１本のワイヤソーを用意する工程と、
前記ワイヤソーを第１走行線と、前記第１走行線に対して所定の方向において所定の間隔で平行な第２走行線とに沿って走行させる工程と、
前記第１走行線および前記第２走行線に沿って走行する前記ワイヤソーに対してワークピースを前記所定の方向に相対的に移動させる工程と、
を包含する、切断方法。
【請求項１０】
前記ワークピースがＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の成形体である、請求項９に記載の切断方法。
【請求項１１】
前記成形体は、０．００１Ｔから０．１Ｔの残留磁化を有する、請求項１０に記載の切断方法。
【請求項１２】
前記成形体が前記ワイヤソーと接触する部分に切削液を供する工程を包含する、請求項９から１１のいずれかに記載の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソー装置およびそれを用いた切断方法に関し、特に、希土類磁石粉末の成形体の切断に好適に用いられるワイヤソー装置および切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
希土類焼結磁石は、希土類磁石粉末をプレス成形した後、焼結工程、時効熱処理工程、および加工工程などを経て作製される。現在、希土類焼結磁石としては、希土類・コバルト系磁石と希土類・鉄・ホウ素系磁石の二種類が各分野で広く用いられている。なかでも希土類・鉄・ホウ素系磁石（以下、「Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石」と称する。Ｒは希土類元素およびイットリウムからなる群から選択された少なくとも１種の元素、Ｆｅは鉄、Ｂはホウ素である）は、種々の磁石の中で最も高い磁気エネルギー積を示し、価格も比較的安いため、各種電子機器へ積極的に採用されている。なお、Ｆｅの一部は、Ｃｏなどの遷移金属元素と置換されていても良い。また、ホウ素の半分までは炭素で置換されていても良い。
【０００３】
所望の形状を有する焼結磁石を作製するには、まず、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石粉末をプレス装置で圧縮成形することにより、最終的な磁石製品よりも大きいサイズの成形体を作製する。そして、成形体を焼結工程によって焼結体にした後、超硬合金製ブレードソーまたは回転砥石などによって焼結体を研削加工し、所望の形状を付与することが行われている。例えば、まずブロック形状を有する焼結体を作製した後、その焼結体をブレードソーなどでスライスすることによって複数のプレート状焼結体部分を切り出すことが行われている。
【０００４】
しかしながら、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石などの希土類合金磁石の焼結体は極めて硬くて脆い上に、加工負荷が大きいため、高精度の研削加工は困難な作業であり、加工時間が長くかかる。このため、加工工程が製造コスト増大の重要な原因となっている。
【０００５】
そこで、本出願人は、特許文献１に、砥粒が表面に固着されているワイヤソー（以下「固定砥粒ワイヤソー」という。）を用いて焼結前の時点で希土類磁石粉末の成形体（グリーンコンパクト）を切断する方法を開示している。この方法は、焼結前の比較的柔らかい状態の成形体を細いワイヤソーを用いて加工するため、加工負荷を低減し、しかも成形体の発熱を抑制することができる。従って、加工時間を大幅に短縮することが出来るとともに、酸化しやすい希土類磁石粉末の酸化による磁気特性の低下を抑制することができる。さらに、従来の回転刃を用いる場合に比べて材料の歩留まりを向上させることができる。
【特許文献１】特開２００３−３０３７２８号公報（特許）
【特許文献２】特許３０４７１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者が検討したところ、特許文献１に記載されている切断方法において、ワイヤソーの目詰まりが発生し、さらには、切断面に磁粉が付着するという問題が発生することがあった。
【０００７】
種々検討した結果、目詰まりが発生する原因は、成形体は焼結体よりも切断し易いために、単位時間当たりに生成される切削屑の量が非常に多く、その結果、ワイヤソーによる排出能力が不足することにあることがわかった。
【０００８】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、切削屑の排出効率が改善されたワイヤソー装置および切断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のワイヤソー装置は、芯線の外周面に砥粒が固着された１本のワイヤソーと、前記ワイヤソーを第１走行線に沿って走行させる少なくとも２つのローラを含む第１ローラセットと、前記ワイヤソーを第２走行線に沿って走行させる少なくとも２つのローラを含む第２ローラセットと、前記第１走行線および前記第２走行線に沿って走行する前記ワイヤソーに対してワークピースを所定の方向に相対的に移動させる機構とを備え、前記第１走行線と前記第２走行線とは前記所定の方向において所定の間隔で互いに平行に形成されることを特徴とする。
【００１０】
ある実施形態において、前記第１走行線における前記ワイヤソーの走行方向と前記第２走行線における前記ワイヤソーの走行方向とは同じ方向である。この場合において、前記第１ローラセットは、前記第２ローラセットに含まれるローラの回転方向と逆方向に回転するローラを含んでもよい。
【００１１】
ある実施形態において、前記第１走行線に対する前記第１ローラセットの相対位置と、前記第２走行線に対する前記第２ローラセットの相対位置とが反対であり、且つ、前記第１ローラセットと前記第２ローラセットとの間に方向変換用のプーリーをさらに有する。
【００１２】
ある実施形態において、前記第１ローラセットは、前記第２ローラセットに含まれるローラの回転方向と同じ方向に回転するローラを含む。
【００１３】
ある実施形態において、前記第１走行線における前記ワイヤソーの走行方向と前記第２走行線における前記ワイヤソーの走行方向とは逆方向である。この場合において、前記第１ローラセットは、前記第２ローラセットに含まれるローラの回転方向と逆方向に回転するローラを含んでもよい。
【００１４】
ある実施形態において、前記所定の間隔は１０ｍｍ未満であり、好ましくは５ｍｍ未満であり、さらに好ましくは３ｍｍ以下である。
【００１５】
本発明の切断方法は、芯線の外周面に砥粒が固着された１本のワイヤソーを用意する工程と、前記ワイヤソーを第１走行線と、前記第１走行線に対して所定の方向において所定の間隔で平行な第２走行線とに沿って走行させる工程と、前記第１走行線および前記第２走行線に沿って走行する前記ワイヤソーに対してワークピースを前記所定の方向に相対的に移動させる工程とを包含する。
【００１６】
ある実施形態において、前記ワークピースがＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の成形体である。
【００１７】
ある実施形態において、前記成形体は０．００１Ｔから０．１Ｔの残留磁化を有する。
【００１８】
ある実施形態において、前記成形体が前記ワイヤソーと接触する部分に切削液を供する工程を包含する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、切削屑の排出効率が改善されたワイヤソー装置および切断方法が提供される。ワイヤソーによって形成される２本の走行線が、ワークピースの切断面内で所定の間隔で互いに平行に形成され、２本の走行線を走行するワイヤソーの間に切削屑を保持し、効率よく排出することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明のワイヤソー装置およびワイヤソーを用いた切断方法の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、本発明の効果が特に顕著に得られるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の成形体（グリーンコンパクト）のワークピースを切断する例を説明するが、本発明の実施形態はこれに限定されない。
【００２１】
図１に本発明による実施形態のワイヤソー装置１００の模式図を示す。ワイヤソー装置１００は、１本の固定砥粒ワイヤソー１と、ワイヤソー１を第１走行線Ｌ１２に沿って走行させる２つのローラ１２ａおよび１２ｂを含む第１ローラセット１２と、ワイヤソー１を第２走行線Ｌ１４に沿って走行させる２つのローラ１４ａおよび１４ｂを含む第２ローラセット１４と、第１走行線Ｌ１２および第２走行線Ｌ１４に沿って走行するワイヤソー１に対してワークピースを所定の方向に相対的に移動させる機構（不図示）とを備える。ワイヤソー１は少なくとも１つのリールボビン（不図示）の周辺に巻きつけられており、リールボビンからローラに供給され、リールボビンに回収される。
【００２２】
ワイヤソー装置１００において、第１ローラセット１２のローラ１２ａおよび１２ｂは右回転に駆動するローラであり、第２ローラセット１４のローラ１４ａおよび１４ｂは左回転に駆動するローラである。各ローラセット１２および１４を構成するローラの数は２に限られず３以上のローラを用いることも出来る。なお、各ローラセットに駆動ローラは少なくとも１つあればよいが、受動ローラの磨耗およびワイヤソー１への負荷を低減するために、全てを駆動ローラとすることが好ましい。また、図１に示した例では、全てのローラを同じ直径としているが、これに限られない。
【００２３】
リールボビン（不図示）から第２ローラ１４ａに巻き掛けられたワイヤソー１は第２ローラ１４ｂに巻き掛けられ、その後、第２ローラ１４ａと第２ローラ１４ｂとの間を多条に巻き掛けられ、第２走行線Ｌ１４を形成する。その後、方向変換用のプーリー１６を介して第１ローラ１２ａに巻き掛けられた後、第１ローラ１２ｂと第１ローラ１２ａとの間を多条に巻き掛けられ、第１走行線Ｌ１２を形成する。第１走行線Ｌ１２（一点鎖線）および第２走行線Ｌ１４（破線）におけるワイヤソー１の走行方向は同じである。その後、ワイヤソー１は第１ローラ１２ａからリールボビン（不図示）に回収される。
【００２４】
ワイヤソー装置１００は、１つのリールボビンを有し、ワイヤソー１を双方向に走行させる。従って、図示したのと反対に、第１ローラ１２ａおよび１２ｂを左回転とし、第２ローラ１４ａおよび１４ｂを右回転とすることによって、ワイヤソー１を逆方向に走行させることができる。もちろん、リールボビンを２つ設け、ワイヤソー１を一方向に走行させる構成を採用しても良い。
【００２５】
ワイヤソー装置１００では、第１ローラセット１２の下側に第１走行線Ｌ１２が形成されており、第２ローラセット１４の下側に第２走行線Ｌ１４が形成されており、且つ、第１ローラセット１２と第２ローラセット１４との間に方向変換用のプーリー１６が設けられている。このように、第１走行線Ｌ１２に対する第１ローラセット１２の相対位置と、第２走行線Ｌ１４に対する第２ローラセット１４の相対位置とを反対にし、第１ローラセット１２と第２ローラセット１４との間に方向変換用のプーリー１６を設ければ、第１走行線Ｌ１２と第２走行線Ｌ１４とを近接させ、且つ、これらの走行線におけるワイヤソー１の走行方向を同じにできる。また、１本のワイヤソー１を用いているので、第１走行線Ｌ１２および第２走行線Ｌ１４を走行するワイヤソー１の速度は同じである。
【００２６】
また、ワイヤソー装置１００のようにワイヤソー１を巻き掛けると、ワイヤソー１の断線の発生を抑制できるという利点もある。特開2004-314214号公報に記載されているように、固定砥粒ワイヤソーを多条に巻き掛けると、ワイヤソー１に捻回力が掛かり、ワイヤソー１に捻じれが蓄積し、これがワイヤソー１の断線の大きな原因となっている。ワイヤソー装置１００では、方向変換用のプーリー１６を設けることによって、第１ローラセット１２においてワイヤソー１が受ける捻回と、第２ローラセット１４においてワイヤソー１が受ける捻回とが逆になるので、互いに相殺し、ワイヤソー１に捻じれが蓄積されるのが防止される。
【００２７】
次に、図２（ａ）および（ｂ）を参照して、第１走行線Ｌ１２および第２走行線Ｌ１４と、ワークピース１０との関係を説明する。ワークピース１０は、図１に示した１ローラ１２ａと１２ｂとの間、または、第２ローラ１４ａと１４ｂとの間に挿入され、第１走行線１２ａおよび第２走行線１４ａに沿って走行するワイヤソー１に対してワークピースを所定の方向に相対的に移動させることによって、複数の板状片１０ａにスライスされる。例えば、ワークピース１０が第１ローラ１２ａと１２ｂとの間に挿入された場合は、図１中のワークピース１０を図中の下方に移動または、走行線Ｌ１２およびＬ１４を上方に移動する。
【００２８】
ワークピース１０は、図２（ｂ）中の矢印Ｍで示す方向に配向磁界を印加しながらプレス成型することによって作製されたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の成形体であり、矢印Ｍの方向に残留磁化を有している。なお、一般的な脱磁処理を施しても、０．００１Ｔ〜０．１Ｔ程度の残留磁化が残る。Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末は、真密度が約７．５ｇ／ｃｍ3と大きいので、切削屑が排出され難い。さらに、ワークピース１０が残留磁化を有する場合には、切削屑が残留磁化によって切断面に付着してしまい、切削屑が排出され難くなる。従って、ワイヤソーを用いて残留磁化を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の成形体を切断する際には、切削屑の排出性が高いことが求められる。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、１本のワイヤソー１を巻き掛けて形成される第１走行線Ｌ１２と第２走行線Ｌ１４は、所定の間隔を空けて互いにほぼ平行であり、図２（ｂ）に示すように、ワークピース１０を複数の板状片１０ａにスライスする際に形成される切断面内にある。すなわち、第１走行線Ｌ１２および第２走行線１４に沿って走行するワイヤソー１に対してワークピース１０を相対的に移動させる方向から、第１走行線Ｌ１２と第２走行線Ｌ１４とを見ると、これらは一直線上にある。
【００３０】
ワイヤソー１は、図１に示したように、第１ローラセット１２に多条に掛けられ、複数の互いに平行な第１走行線Ｌ１２を形成するとともに、第２ローラセット１４に多条に掛けられ、複数の互いに平行な第２走行線Ｌ１４を形成している。従って、ワイヤソー装置１００を用いると、図２（ｂ）に示したワークピース１０を複数の板状片１０ａにスライスすることができる。ワイヤソー装置１００においては、第１走査線Ｌ１２と第２走査線Ｌ１４におけるワイヤソー１の走行方向は同じである。
【００３１】
ここで、図２（ａ）に示したように、第１走査線Ｌ１２と第２走査線Ｌ１４との間隔は１０ｍｍ以下の比較的狭い間隔とすることが好ましく、５ｍｍ以下、さらには３ｍｍ以下であることが好ましい。この間隙の好ましい範囲は、ワークピース１０の材料やワイヤソー１の太さ、さらには、ワイヤソー１の走行速度、切削液の使用の有無などにも依存するが、走行線の間隔が広すぎると、２つの走行線を設けた効果が得られない。すなわち、２本の走行線Ｌ１２およびＬ１４の間隔が所定の範囲内にあると、２本の走行線を走行するワイヤソー１の間隙に切削屑（磁石粉末）が保持されたような状態となり、そのまま排出される。従って、ワイヤソー装置１００は、１本の走行線に沿って切断する従来のワイヤソー装置に比べて、切削屑の排出性が高い。
【００３２】
このような現象は、ワイヤソー１によってワークピース１０が切削されている部分に切削液を供給することによって、より顕著になる。これは切削液によって切削屑が凝集するためである。希土類磁石粉末の成形体を切断する場合には、切削液としては、成形体の酸化を避けるために、非水系の切削液（有機溶剤または油系切削液）を用いることが好ましく、焼結磁石中に炭素として残留し難い、炭化水素系有機溶媒を用いることが好ましい。特に、飽和炭化水素系溶媒（例えば、イソパラフィンやノルマルパラフィン）は、容易に除去されるので、好ましい。さらに、切断後の成形体どうしの溶着をより効率的に防止するために、切削液に溶着防止粉を分散した分散液を用いても良い。切削液は、浸漬法、滴下法または噴霧法を用いてワイヤソー１に付与してもよいし、成形体の加工を切削液中で行ってもよい。
【００３３】
なお、切断された板状片１０ａを分離する際に、機械的強度の低い成形体が破損するおそれがあるので、切削代は０．１ｍｍ以上あることが好ましい。切削代は、主にワイヤソー１の太さに依存するが、その他の条件、例えばワイヤソー１の走行速度や切削液の使用の有無等にも依存するので、これらを適宜設定することによって調節することができる。
【００３４】
次に、図３を参照して、本発明による他の実施形態のワイヤソー装置２００の構成および動作を説明する。
【００３５】
ワイヤソー装置２００は、１本の固定砥粒ワイヤソー１と、ワイヤソー１を第１走行線Ｌ２２に沿って走行させる２つのローラ２２ａおよび２２ｂを含む第１ローラセット２２と、ワイヤソー１を第２走行線Ｌ２４に沿って走行させる２つのローラ２４ａおよび２４ｂを含む第２ローラセット２４と、第１走行線Ｌ２２および第２走行線Ｌ２４に沿って走行するワイヤソー１に対してワークピースを所定の方向に相対的に移動させる機構（不図示）とを備える。ワイヤソー１は少なくとも１つのリールボビン（不図示）の周辺に巻きつけられており、リールボビンからローラに供給され、リールボビンに回収される。
【００３６】
ワイヤソー装置２００において、第１ローラセット２２のローラ２２ａおよび２２ｂは左回転に駆動するローラであり、第２ローラセット２４のローラ２４ａおよび２４ｂは左回転に駆動するローラである。各ローラセット２２および２４を構成するローラの数は２に限られず３以上のローラを用いることも出来る。なお、各ローラセットに駆動ローラは少なくとも１つあればよいが、受動ローラの磨耗およびワイヤソー１への負荷を低減するために、全てを駆動ローラとすることが好ましい。また、図３に示した例では、第２ローラ２４ａおよび２４ｂの直径を第１ローラ２２ａおよび２２ｂの直径よりも小さくしているが、第１ローラセット２２を３本以上のローラで構成する場合など、これに限られない。
【００３７】
リールボビン（不図示）から第２ローラ２４ａに巻き掛けられたワイヤソー１は第２ローラ２４ｂに巻き掛けられ、その後、第２ローラ２４ａと第２ローラ２４ｂとの間を多条に巻き掛けられ、第２走行線Ｌ２４を形成する。その後、第１ローラ２２ａに巻き掛けられた後、第１ローラ２２ｂと第１ローラ２２ａとの間を多条に巻き掛けられ、第１走行線Ｌ２２を形成する。第１走行線Ｌ２２（一転鎖線）および第２走行線Ｌ２４（破線）におけるワイヤソー１の走行方向は同じである。その後、ワイヤソー１は第１ローラ２２ａからリールボビン（不図示）に回収される。
【００３８】
ワイヤソー装置２００は、１つのリールボビンを有し、ワイヤソー１を双方向に走行させる。従って、図示したのと反対に、第１ローラ２２ａおよび２２ｂを右回転とし、第２ローラ２４ａおよび２４ｂを右回転とすることによって、ワイヤソー１を逆方向に走行させることができる。もちろん、リールボビンを２つ設け、ワイヤソー１を一方向に走行させる構成を採用しても良い。
【００３９】
ワイヤソー装置２００では、第１ローラセット２２および第２ローラセット２４の上側に第１走行線Ｌ２２および第２走行線Ｌ２４が形成されており、ワイヤソー装置１００のように方向変換用のプーリーを備えていない。このような構成を採用しても、第１走行線Ｌ２２と第２走行線Ｌ２４とを近接させ、且つ、これらの走行線におけるワイヤソー１の走行方向を同じにできる。また、１本のワイヤソー１を用いているので、第１走行線Ｌ２２および第２走行線Ｌ２４を走行するワイヤソー１の速度は同じである。
【００４０】
ワイヤソー装置２００の第１走行線Ｌ２２および第２走行線Ｌ２４におけるワイヤソー１の動作は、ワイヤソー装置１００と同じなので、図２（ａ）および（ｂ）を参照しながら上述したように、ワイヤソー装置２００も、１本の走行線に沿って切断する従来のワイヤソー装置に比べて、切削屑の排出性が高い。切削液を用いることによって排出性をさらに高められるのは、上述と同じである。
【００４１】
次に、図４を参照して、本発明による他の実施形態のワイヤソー装置３００の構成および動作を説明する。ワイヤソー装置３００は、第１走行線Ｌ３２（一転鎖線）および第２走行線Ｌ３４（破線）におけるワイヤソー１の走行方向は逆である点において、先のワイヤソー装置１００および２００と異なる。
【００４２】
ワイヤソー装置３００は、１本の固定砥粒ワイヤソー１と、ワイヤソー１を第１走行線Ｌ３２に沿って走行させる２つのローラ３２ａおよび３２ｂを含む第１ローラセット３２と、ワイヤソー１を第２走行線Ｌ３４に沿って走行させる２つのローラ３４ａおよび３４ｂを含む第２ローラセット３４と、第１走行線Ｌ３２および第２走行線Ｌ３４に沿って走行するワイヤソー１に対してワークピースを所定の方向に相対的に移動させる機構（不図示）とを備える。ワイヤソー１は少なくとも１つのリールボビン（不図示）の周辺に巻きつけられており、リールボビンからローラに供給され、リールボビンに回収される。
【００４３】
ワイヤソー装置３００において、第１ローラセット３２のローラ３２ａおよび３２ｂは右回転に駆動するローラであり、第２ローラセット３４のローラ３４ａおよび３４ｂは左に回転に駆動するローラである。各ローラセット３２および３４を構成するローラの数は２に限られず３以上のローラを用いることも出来る。なお、各ローラセットに駆動ローラは少なくとも１つあればよいが、受動ローラの磨耗およびワイヤソー１への負荷を低減するために、全てを駆動ローラとすることが好ましい。また、図４に示した例では、第２ローラ３４ａおよび３４ｂの直径を第１ローラ３２ａおよび３２ｂの直径よりも小さくしているが、第１ローラセット３２を３本以上のローラで構成する場合など、これに限られない。
【００４４】
リールボビン（不図示）から第２ローラ３４ａに巻き掛けられたワイヤソー１は第２ローラ３４ｂに巻き掛けられ、その後、第２ローラ３４ａと第２ローラ３４ｂとの間を多条に巻き掛けられ、第２走行線Ｌ３４を形成する。その後、第１ローラ３２ａに巻き掛けられた後、第１ローラ３２ｂと第１ローラ３２ａとの間を多条に巻き掛けられ、第１走行線Ｌ３２を形成する。第１走行線Ｌ３２（一転鎖線）および第２走行線Ｌ３４（破線）におけるワイヤソー１の走行方向は逆である。その後、ワイヤソー１は第１ローラ３２ａからリールボビン（不図示）に回収される。
【００４５】
ワイヤソー装置３００は、１つのリールボビンを有し、ワイヤソー１を双方向に走行させる。従って、図示したのと反対に、第１ローラ３２ａおよび３２ｂを左回転とし、第２ローラ３４ａおよび３４ｂを右回転とすることによって、ワイヤソー１を逆方向に走行させることができる。もちろん、リールボビンを２つ設け、ワイヤソー１を一方向に走行させる構成を採用しても良い。
【００４６】
ワイヤソー装置３００では、第１ローラセット３２および第２ローラセット３４の上側に第１走行線Ｌ３２および第２走行線Ｌ３４が形成されており、ワイヤソー装置１００のように方向変換用のプーリーを備えていない。このような構成を採用しても、第１走行線Ｌ３２と第２走行線Ｌ３４とを近接させることができる。また、１本のワイヤソー１を用いているので、第１走行線Ｌ３２および第２走行線Ｌ３４を走行するワイヤソー１の速度は同じである。ワイヤソー装置３００においても、ワイヤソー装置１００と同様にワイヤソー１が受ける捻回を相殺し、ワイヤソー１に捻じれが蓄積されるのが防止され、ワイヤソー１の断線の発生を抑制できるという利点が得られる。
【００４７】
ワイヤソー装置３００においては、第１走行線Ｌ３２および第２走行線Ｌ３４におけるワイヤソー１の動作が、ワイヤソー装置１００および２００の場合と異なる。すなわち、ワイヤソー装置３００においては、第１走行線Ｌ３２におけるワイヤソー１の走行方向と、第２走行線Ｌ３４におけるワイヤソー１の走行方向が逆（反平行）である。従って、これら２つの走行線Ｌ３２および３４を走行するワイヤソー１は、切削屑を保持するように作用しないが、これらの間に存在する切削屑に大きな運動量を付与するので、１本の走行線に沿って切断する従来のワイヤソー装置に比べて、切削屑の排出性が高い。切削液を用いることによって排出性をさらに高められる。
【００４８】
固定砥粒ワイヤソーとしては、以下のものを用いることが好ましい。ワイヤ芯線は、引っ張り強度の高い材料から形成されることが好ましく、例えば、硬鋼線（ピアノ線）、Ｎｉ−ＣｒやＦｅ−Ｎｉなどの合金、ＷやＭｏなどの高融点金属、またはナイロン繊維を束ねたものから形成される。また、ワイヤが太すぎると、切断代が大きくなるため、材料の歩留まりが低下してしまう。逆にワイヤが細すぎると、加工負荷によってワイヤが切断してしまうおそれがある。さらに、切断抵抗を増加させるため、発熱・発火の原因となる。このため、本発明で用いるワイヤの外径は、０．０５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に設定されることが好ましい。より好ましいワイヤの外径は、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
【００４９】
一方、砥粒はダイヤモンド、ＳｉＣ、またはアルミナなどの高硬度材料から形成されていることが好ましく、その粒径は、典型的には１０μｍ以上１０００μｍ以下である。砥粒は、樹脂膜などの結合層によってワイヤ芯線の表面に固着されていることが好ましい。樹脂膜としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂を用いることができるが、切削液に対する耐性が優れるのでフェノール樹脂が好ましい。樹脂膜の厚さは、０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。
【００５０】
芯線の半径をＲｗ、樹脂層の厚さの最小値をＴｒｌ、最大値をＴｒｈとして、偏肉率Ｔｄを（Ｔｒｈ−Ｔｒｌ）／｛（Ｔｒｈ＋Ｔｒｌ）／２｝とすると、偏肉率は４０％未満であることが好ましい。なお、分母の（Ｔｒｈ＋Ｔｒｌ）／２は樹脂層の平均厚さとしてもよい。偏肉率は、芯線の半径Ｒｗ、樹脂層の厚さの最小値Ｔｒｌおよび最大値を実測することによって求められる。樹脂層の厚さは、例えば、ワイヤソーの断面の光学顕微鏡写真から求められる。勿論、理想的な樹脂層の偏肉率は０％である。偏肉率を上記の範囲内に制御することによって、切断加工時のワイヤソーの挙動が安定する。
【００５１】
なお、結合層として樹脂膜の代わりに金属膜などを用いて砥粒を固着してもよい。例えば、電着法（電気めっき法）によって砥粒を固着したワイヤ（「電着砥粒ワイヤ」と呼ばれることがある。）は、樹脂層で砥粒を固着したワイヤよりも砥粒の突き出し量（砥粒が結合層の表面から突出している部分の高さ）を大きく出来るので、切削屑（切り粉またはスラッジ）の排出性に優れるので好ましい。また、十分な強度が得られるのであれば、拠り線を用いてもよい。拠り線を用いると切削屑の排出性をさらに向上することが出来る。また、切削液に対する耐性に優れるという利点を有している。
【００５２】
砥粒の平均粒径は、切削効率の観点から、３０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲内にあることが好ましく、特に、４０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。また、切削効率と切削屑の排出効率の観点からは、ワイヤソーの走行方向における、互いに隣接する砥粒間の平均距離は砥粒の平均粒径の１５０％〜６００％の範囲内にあることが好ましい。
【００５３】
突き出し量は、１５μｍ〜５００μｍの範囲内にあることが好ましい。また、砥粒の平均粒径をＤとし、砥粒２４が樹脂層から突き出ている部分の高さ（突き出し量）をＰとしたとき、突き出し量Ｐの平均粒径Ｄに対する割合を突き出し率Ｐｒ（％）とすると（Ｐｒ＝（Ｐ／Ｄ）×１００）、突き出し率Ｐｒは７０％未満であることが好ましい。突き出し率Ｐｒが７０％以上になると、砥粒に掛かる負荷を樹脂層によって十分に支持できないため、異常脱粒や樹脂層の剥離が発生しやすくなる。また、切削屑の排出性の観点からは、突き出し率Ｐｒは４０％以上であることが好ましい。
【００５４】
本発明が好適に用いられるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の好適な組成および製造方法は、例えば、米国特許第４，７７０，７２３号および米国特許第４，７９２，３６８号明細書に記載されている。
【００５５】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石の典型的な組成では、Ｒ（希土類元素：Ｎｄ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ）としてＮｄまたはＰｒが主に用いられる。また、希土類元素Ｒの内の１０原子％以下を重希土類（Ｄｙ、ＴｂおよびＨｏ等）によって置換されてもよい。Ｔ（遷移金属元素）としては、ＦｅまたはＦｅの一部がＣｏまたはＮｉに置換されたものが典型的である。Ｂとしては、Ｂ（ホウ素）またはＢの一部（５０％未満）がＣ（炭素）によって置換されたものが一般的である。好ましい組成は、Ｒが２５質量％〜４０質量％、Ｂが０．６質量％〜１．６質量％、残部がＴと微量添加元素および不可避不純物である。微量添加元素は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、ＮｂおよびＭｎの少なくとも１種であることが好ましく、添加量は微量添加元素の合計が１質量％以下であることが好ましい。
【００５６】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石の粉末は、例えば以下の工程によって作製される。
【００５７】
所定の組成のＮｄ−Ｔ−Ｂ系合金を溶解した溶湯を真空叉は不活性ガス雰囲気中の室内にて冷却ロール上に流し、１０2℃／ｓｅｃ〜１０4℃／ｓｅｃの冷却速度にて冷却して、薄帯状に凝固させる。その後７００℃〜９００℃になったら、１０℃／ｓｅｃ〜１０2℃／ｓｅｃの冷却速度にて冷却しつつ、凝固薄帯を片状（平均粒径は１０μｍ〜５００μｍの範囲内にあることが好ましい。）に破砕し、収容容器内に収める。
【００５８】
得られた凝固薄帯を、公知の水素脆化法によって脆化させた後、ジェットミル装置などの粉砕機を用いて、粉末化する。最終的にプレス成形に供される合金粉末の平均粒径は、約１μｍ〜約１０μｍの範囲内にあることが好ましく、１．５μｍ〜７μｍの範囲内にあることがより好ましい。合金粉末の表面には、必要に応じて、酸化の抑制および／または流動性やプレス成形性を改善するために潤滑剤が付与される。また、合金粉末を造粒することによって、流動性やプレス成形性を改善してもよい。潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛、カプロン酸メチル、あるいは、例えば、特開平６−２９０９１９号公報、特開平８−１１１３０８号公報、特開平９−３５０４号公報、特開２０００−１０９９０３号公報に記載されているものを用いることもできる。
【００５９】
このようにして得られた希土類磁石粉末をプレス成形することによって、成形体（グリーンコンパクト）を得る。希土類磁石粉末のプレス成形は、例えば、電動プレスを用いて、約０．２ＭＡ／ｍ〜４ＭＡ／ｍの磁界中で配向させつつ、０．２ｔｏｎ／ｃｍ2〜２．０ｔｏｎ／ｃｍ2（１．９６×１０4ｋＰａ〜１．９６×１０5ｋＰａ）の圧力で行なわれる。希土類磁石の真密度が約７．５ｇ／ｃｍ3であるのに対し、好ましい成形密度の範囲は３．８ｇ／ｃｍ3以上５．０ｇ／ｃｍ3以下である。焼結後の磁気特性と成形体の割れや欠けの発生による歩留まりを考慮すると、成形体の密度は４．０ｇ／ｃｍ3以上４．７ｇ／ｃｍ3以下であることがさらに好ましい。成形密度が小さすぎると、成形体の強度が低下し、成形体の割れや欠けが生じやすくなるという問題が生じるため、成形体の密度は少なくとも３．６ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましい。
【００６０】
本発明による実施形態においては、このようにして得られた成形体をワイヤソーを用いて所定の大きさに切断する。
【００６１】
得られた成形体片（例えば板状片）は、公知の方法で焼結される。例えば、例えば約１０００℃〜約１１００℃の温度で、不活性ガス（希ガスや窒素ガス）雰囲気下、または真空中で、約１時間〜約５時間焼結する。得られた焼結体を、例えば約４５０℃〜約８００℃の温度で、約１時間〜約８時間時効処理することによって、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金焼結体が得られる。
【００６２】
なお、焼結体に含まれる炭素の量を減らし、磁気特性を向上するために、上記焼結工程の前に、必要に応じて、合金粉末の表面を覆う潤滑剤を加熱除去してもよい。加熱除去工程は、潤滑剤の種類にもよるが、例えば、約１００℃から８００℃の温度で、減圧雰囲気下で、約３時間〜約６時間実行される。
【実施例】
【００６３】
以下に、実施例を示して本発明によるワイヤソー装置およびワイヤソーを用いた切断方法をさらに詳細に説明する。ワイヤソー装置としては、図１に示したワイヤソー装置１００を用いた。比較のために、ワイヤソー装置１００における第１ローラセット１２を有しない従来のワイヤソー装置を用いた結果を合わせ説明する。本発明の実施例をダブルワイヤー方式、従来例をシングルワイヤー方式と呼ぶ。
【００６４】
ここで用いた希土類磁石粉末の成形体は、２６質量％（Ｎｄ＋Ｐｒ）、５質量％Ｄｙ、１質量％Ｂ、１質量％Ｃｏ、０．２質量％Ａｌ、０．１質量％Ｃｕ、残部Ｆｅの合金組成を有する磁石粉末（ＦＳＳＳ粒径：３．０〜３．２μｍ）を公知のプレス装置を用いて成形したものである。磁界配向させるための印加磁界は１．２Ｔ程度とした。残留磁化は、０．０１２Ｔであった。成形体の密度は、４．２ｇ／ｃｍ3であった。成形体は図２（ｂ）に示したように、略直方体の形状を有し、そのサイズは高さ４２ｍｍ×幅４０ｍｍ×奥行き（ワイヤソー走行方向の長さ）５７ｍｍであった。ワイヤソーのワイヤ外径（線径）は０．２５ｍｍで、砥粒の粒径は４０μｍ〜６０μｍで、フェノール樹脂で固着したものを用いた。ワイヤソーの張力は２５Ｎとし、切断速度は５ｍｍ／ｓｅｃとした。ワイヤソーの走行速度は６００ｍ／ｍｉｎとした。また、切削液の使用の有無による違いを合わせて検討した。ここでは、切削液としてパレス化学社製のマグコートＮＦ（粘度１．８ｍｍ2／ｓ）を使用した。切削屑の排出性は、切断面に残存した磁粉層の厚さで評価した。すなわち、残存した磁粉層の厚さが小さいものほど、排出性が高いことを示す。結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
2007276001.tif 000003
【００６６】
表１から明らかなように、乾式および湿式（切削液あり）のいずれの場合も、実施例のダブルワイヤー方式の方が、シングルワイヤー方式よりも磁粉付着層の厚さが小さく、排出性が高いことがわかる。特に、湿式の場合には、ダブルワイヤー方式を用いることによって排出性が極めて向上することがわかる。
【００６７】
また、ワイヤソーの走行速度を３００ｍ／ｍｉｎとした場合のワイヤソーの捻じれの数を比較した。ワイヤソーを２７０回往復走行させた後の捻じれの数をワイヤソー８ｍ当たりについて求めた。シングルワイヤー方式では２０８回であったのに対し、ダブルワイヤー方式では１２０回であった。
【００６８】
このように、本発明によるワイヤソー装置を用いることによって、切削屑の排出性を向上させることができる。また、ワイヤソーの断線の要因である捻回の発生を抑制することができる。
【００６９】
尚、特許文献２には、２対のメインローラを備えるワイヤソー装置が開示されているが、一対のメインローラごとに独立にワイヤソーが付設されている。また、切断領域における走行線は同一直線上には形成されていない。一対のメインローラで形成される走行線では切断できない薄い部分を切断するため、あるいは、升目状に切り出すために、走行線を意図的にずらしているものであり、本発明によるダブルワイヤー方式の構成やそれによって高い排出力が得られることなどは、開示も示唆もされていない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明によると、希土類焼結磁石の生産性を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明による実施形態のワイヤソー装置１００を模式的に示す斜視図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態のワイヤソー装置を用いてワークピース１０を切断する際の様子を模式的に示す図である。
【図３】本発明による実施形態のワイヤソー装置２００を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明による実施形態のワイヤソー装置３００を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１                                  ワイヤソー
１０                                ワークピース
１０ａ                              板状片
１２、１４、２２、２４、３２、３４  ローラセット
１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂ      ローラ
２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂ      ローラ
３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ      ローラ
【図１】
2007276001.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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