(57)【要約】【課題】磁気特性及び成形性に優れた永久磁石及びその製造方法を提供する。【解決手段】永久磁石Ｍを製造する永久磁石製造方法であって、複数の磁性材を成形して焼結した所定形状を成す焼結材から成る磁石構成体２を所定形状を成す収容体４に収容する工程と、当該磁石構成体を相互に接合するための接合材６を当該収容体に充填する工程と、各磁石構成体と接合材とを当該収容体の輪郭に沿って一体的に成形した成形体８を形成する工程とを有している。【選択図】図１
2007266032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を製造する永久磁石製造方法であって、
複数の磁性材を成形して焼結した所定形状を成す焼結材から成る磁石構成体を所定形状を成す収容体に収容する工程と、当該磁石構成体を相互に接合するための接合材を当該収容体に充填する工程と、各磁石構成体と接合材とを当該収容体の輪郭に沿って一体的に成形した成形体を形成する工程とを有していることを特徴とする永久磁石製造方法。
【請求項２】
磁石構成体は、焼結材の各磁性材の磁場を所定の一方向に揃えるための磁場配向処理を施して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石製造方法。
【請求項３】
磁石構成体の磁性材は、ネオジウム、ボロン、サマリウム、コバルト、鉄及びフェライトのいずれか少なくとも１つを含む硬磁性の磁性素材で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の永久磁石製造方法。
【請求項４】
接合材は、所定の設定条件で結合特性を有する素材で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の永久磁石製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法で製造されていることを特徴とする永久磁石。
【請求項６】
成形体は、磁石構成体、接合材及び収容体が一体を成して成形されていることを特徴とする請求項５に記載の永久磁石。
【請求項７】
成形体を形成する工程の後、当該成形体に対して着磁処理が施されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の永久磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気特性及び成形性に優れた永久磁石及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石(以下、単に磁石ともいう)は、一般家庭用の各種電気製品、産業用の各種設備や装置など、広範な分野に用いられている。現在、知られている永久磁石は、その状態や製造方法により、焼結磁石(特許文献１参照)やボンド磁石(特許文献２参照)などに分類することができる。
【０００３】
焼結磁石は、例えば、フェライトや希土類元素などの硬磁性を示す磁性材(磁性粉)を基本材とし、これに必要に応じて焼結助剤を添加して成形し、加熱焼結及び時効処理(析出硬化処理)を施した成形体を所定形状に加工した後、着磁させることで製造される。なお、希土類元素のうち、例えば、磁性材(磁性粉)としてネオジウムを適用した場合、ネオジウムは非常に錆び易いという特性を持つため、成形体を所定形状に加工した後、着磁させる前に、当該成形体に表面処理を施して被膜を形成することで防錆効果を高めている。
かかる焼結磁石は、残留磁束密度と保磁力が高いため、言い換えれば、強力な磁場を作り出すとともに減磁し難いため、安定した強い磁力を発生させることが可能であるという特長を有している。
【０００４】
ところで、焼結磁石は、その製造工程において焼結処理が施されるため、冷却時に磁性材の収縮により成形体に大きな歪みが発生してしまう。このため、外形寸法精度が０．１〜０．０１ｍｍ以下であることを要求される精密機器の用途では、切削、研削及び研磨などの機械加工を施して、要求される焼結磁石の寸法精度や形状を維持している。例えば、薄肉のリング形状の磁石は、収縮時の応力歪みで亀裂を生じ、製品化が困難であるため、当該収縮を予め考慮して大きめに形成した２分割や４分割などの扇形磁石の内周、外周及び端面に対して切削、研削及び研磨などの機械加工を施し、当該分割された扇形磁石を所定の位置にリング状に固着させることで寸法精度や形状を維持している。このように焼結磁石は、製造工程、組立工程に手間がかかり、その寸法精度が高度になるに従って、あるいは、その形状が複雑になるに従って、さらに加工時間とコストを要することになってしまう。
【０００５】
また、磁石が用いられる各種の機器の多様化に伴い、その機器の内部に組み込まれる磁石の大きさや形状へのニーズも多様化し、より細分化されている。例えば、スピンドルモータなどの小型モータに組み込むために焼結磁石の厚さを薄くすることが要求される場合や、大型の発電設備の内部に組み込むために焼結磁石のサイズを大きくすることが要求される場合などがある。
このような場合、焼結磁石の製造工程において、焼結時の磁性材の収縮率の偏りによっては、成形体に割れ、ひび及び欠けなどが生じてしまう場合がある。このような成形体の割れ、ひび及び欠けなどが生じると、結果として、焼結磁石の歩留まりが悪くなるとともに、焼結磁石の大きさや形状に対する細分化されたニーズに充分に応えることができない場合がある。特に、医療機器などに用いられる焼結磁石では、成形体に割れ、ひび及び欠けなどが生じた場合のみならず、成形体に極僅かな歪みや加工誤差などが生じた場合であっても、不良品として使用できないことが多く、この場合には、さらに焼結磁石の歩留まりが悪くなってしまう。また、例えば、希少で高価な資源である希土類元素の焼結磁性材を廃棄物として処分しなければならない場合があり、この場合には、当該処分のためのコストも生じてしまう。
【０００６】
これに対し、ボンド磁石は、例えば、上記磁性粉を各種の樹脂と混合し、射出成形、圧縮成形(プレス成形)などの各種の樹脂成形法を利用して、様々な形状に加工した成形体を着磁させることで製造される。なお、磁性粉と混合させる樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリアミドなどの熱可塑性樹脂や、エポキシ、フェノール及びポリエステルなどの熱硬化性樹脂がそれぞれ用いられている。また、必要に応じて成形体に対して、着磁前に表面処理を施してもよい。
かかるボンド磁石は、焼結磁石と比べ、その成形性が非常に優れており、加工の自由度が高く、様々な複雑形状を成す任意の形状に加工することが可能であるという特長を有している。また、ボンド磁石の製造工程には、焼結磁石の製造工程に含まれる焼結処理がなく、結合材(混合樹脂)の収縮が少ないため、成形体の段階で寸法精度が良く、各種の形状に加工することが可能であるという特長がある。
【０００７】
しかしながら、ボンド磁石は、磁性を有しない樹脂をその材料に含んでいるため、焼結磁石と比べ、その磁気特性が劣る場合が多い。例えば、ボンド磁石を製造するに当たり、磁性粉と樹脂とを重量比で８：２の割合で混合した場合であっても、その体積比は、５：５程度になってしまう。この場合、磁性粉の樹脂に対する体積比を高めれば、その体積中に占める磁性粉の割合が大きくなり、磁石の磁性粉密度が上がるため、磁気特性を高めることができるが、例えば、射出成形する際の磁石材料の流動性が悪くなってしまう。また、例えば、ボンド磁石を圧縮成形(プレス成形)する際、金型に注入される磁石材料には、当該金型内に行き渡るのに充分な流動性を持たせておかなければならないため、ある程度の量の樹脂を当該磁石材料に混合しておく必要があり、磁性粉の樹脂に対する体積比を高めることにも限界がある。なお、ボンド磁石を射出成形する際には、圧縮成形(プレス成形)の場合よりもさらに磁石材料に流動性を持たせる必要があり、当該磁石材料への混合樹脂量をさらに増やさなければならないため、磁性粉の樹脂に対する体積比は低下してしまう。この結果、ボンド磁石の磁気特性を向上させることにも限界が生じてしまう。
【０００８】
なお、ボンド磁石であっても、各磁性材(磁性粉)の磁場配向を一定方向に揃えて成形体を形成し、当該成形体を着磁させ、当該ボンド磁石を異方性の磁石とすることで、その磁気特性を向上させることができる。一般的に、このような磁性粉の配向処理は、ボンド磁石の成形時に磁場を印加した状態で行わなければならない。例えば、磁石材料を注入した金型に対して、加圧中に一方向の磁場を外部より印加し、磁性粉の配向処理を行うとともに、成形作業を併せて行う。
【０００９】
しかしながら、ボンド磁石の成形時に磁性粉の配向処理を行うためには、成形作業を制御するとともに金型に対して印加する磁場も併せて制御しなければならず、非常に手間がかかってしまう。なお、このような磁場の印加による磁性粉の配向処理を行ったとしても、その配向が不完全で各磁性粉の磁場配向が完全には一方向に揃わず、想定した磁気特性の向上が達成できない場合がある。また、磁場を印加可能な金型を磁石形状に合わせて個別に調達するためのコストも必要となってしまう。
【特許文献１】特開２００１−３３５８０８号公報
【特許文献２】特開２０００−１００６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、磁気特性及び成形性に優れた永久磁石及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために、本発明の永久磁石製造方法は、複数の磁性材を成形して焼結した所定形状を成す焼結材から成る磁石構成体を所定形状を成す収容体に収容する工程と、当該磁石構成体を相互に接合するための接合材を当該収容体に充填する工程と、各磁石構成体と接合材とを当該収容体の輪郭に沿って一体的に成形した成形体を形成する工程とを有している。
この場合、磁石構成体は、焼結材の各磁性材の磁場を所定の一方向に揃えるための磁場配向処理を施して形成されている。また、磁石構成体の磁性材は、ネオジウム、ボロン、サマリウム、コバルト、鉄及びフェライトのいずれか少なくとも１つを含む硬磁性の磁性素材で構成されている。さらに、接合材は、所定の設定条件で結合特性を有する素材で構成されている。
また、このような目的を達成するために、本発明に係る永久磁石は、上述したいずれかの製造方法で製造されている。この場合、成形体は、磁石構成体、接合材及び収容体が一体を成すように成形してもよい。さらに、永久磁石には、成形体を形成する工程の後、当該成形体に対して着磁処理を施してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、磁気特性及び成形性に優れた永久磁石を容易に且つ低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る永久磁石製造方法及び永久磁石について、添付図面(図１(ａ)〜(ｈ))を参照して説明する。
本実施形態に係る永久磁石Ｍ(図１(ｈ))は、複数の磁性材(図示しない)を成形して焼結した所定形状を成す焼結材から成る複数の磁石構成体２(図１(ａ))を所定形状を成す収容体４(図１(ｂ))に収容する工程(以下、磁石構成体収容工程という)と、当該磁石構成体２を相互に接合するための接合材６(図１(ｄ))を当該収容体４に充填する工程(以下、接合材充填工程という)と、各磁石構成体２と接合材６とを当該収容体４の輪郭に沿って一体的に成形した成形体８(図１(ｆ))を形成する工程(以下、成形体形成工程という)とを有する製造方法により製造されている。なお、収容体４としては、例えば、各種の型、容器及び袋などを任意に選択して適用することができるが、本実施形態においては、一例として、金型(図１(ｂ)参照)が収容体４として適用されている場合を想定する。
【００１４】
この場合、磁石構成体２の磁性材は、ネオジウム、ボロン、サマリウム、コバルト、鉄及びフェライトのいずれか少なくとも１つを含む硬磁性の磁性素材で構成することができる。例えば、Ｎｄ-Ｆｅ-Ｂ系の希土類磁石やＳｍ-Ｃｏ系の希土類磁石などの硬磁性且つ強磁性の磁石粉を任意に選択し、磁石構成体２の磁性材の素材として適用すればよい。本実施形態において、磁石構成体２は、このような磁石粉を成形した上で焼結した所定形状を成す焼結材で構成されている。なお、焼結時の温度や時間など各種条件については、例えば、磁性材(磁石粉)の種類や材質などによって所定条件に設定されるため、ここでは特に限定しない。また、磁性材(磁石粉)を焼結する際には、所定の焼結助剤を添加してもよい。さらにまた、焼結後の焼結材には、時効処理(析出硬化処理)が施されており、当該時効処理が施された焼結材が所定形状に加工(例えば、切削や研削など)されて、磁石構成体２を構成している。
【００１５】
本実施形態において、磁石構成体２の形状及び大きさは特に限定されず、磁石構成体収容工程で使用される所定形状を成す型４に収容することが可能な、任意の形状及び大きさに設定することができる。また、各磁石構成体２は、全て同一の形状、同一の大きさであってもよいし、それぞれ異なる形状や大きさであってもよい。例えば、磁石構成体２として、立方体、直方体、多角形体、球体及び円形など任意の形状のものを適用でき、板状、棒状、線状及び環状など任意の形態のものを適用することができる。このように、磁石構成体２には、任意の形状及び大きさのものが適用できるため、例えば、焼結磁石の製造工程における焼結及び加工処理において、ひび、割れ及び欠けなどが生じたことによる焼結材(成形体８)の廃材や端材などであっても、磁石構成体２として適用可能となる。このため、希少で高価な資源である希土類元素の焼結磁性材を再利用及び有効活用することが可能となり、廃棄物として処分される廃材や端材の量を大幅に減らすことができる。また、これらの廃材や端材を処分するためのコストも大幅に削減することができる。
【００１６】
本実施形態において、磁石構成体２は、一例として、それぞれ異なる大きさの直方体を成しており、その長辺が１０〜１２ｍｍ、短辺が５〜７ｍｍ、厚さが１〜２ｍｍ程度の大きさで構成されている場合を想定する(図１(ａ)参照)。そして、磁石構成体収容工程において、このような磁石構成体２を所定形状を成す型４の中へ所定の個数だけ収容している。なお、型４の中へ収容する磁石構成体２の個数は特に限定されず、１つだけでもよいが、本実施形態においては、複数(多数)の磁石構成体２が型４の中へ収容されている場合を想定する(図１(ｃ),(ｇ)参照)。この場合、各磁石構成体２は、相互の磁石構成体２間に所定の隙間を空けた状態(図１(ｃ),(ｇ)の状態)で型４の中へ収容してもよいし、間隔を空けずに敷き詰めた状態で収容してもよい。また、各磁石構成体２は、任意の方向(縦、横及び斜め方向など)に寝た状態や立ち上がった状態で重なり合っていてもよい。一例として、図１(ｃ),(ｇ)では、各磁石構成体２が寝た状態で縦方向及び横方向に重なり合った構成を示している(図(ｇ)では、一部の磁石構成体２を省略して記載)。
【００１７】
なお、磁石構成体２には、焼結材の各磁性材の磁場を所定の一方向に揃えるための磁場配向処理を施してもよい。このような磁場配向処理を予め施した場合、当該磁石構成体２は、異方性を有するため、着磁させた際の磁気特性を向上させることができ、当該磁石構成体２を着磁させて成る磁石は、より強力な磁場を作り出すことができるとともに、保磁力が高く(減磁し難く)、安定した強い磁力を発生させることができる。ただし、磁石構成体２に対して予め磁場配向処理を施した場合、磁石構成体収容工程において、当該磁石構成体２は、各磁石構成体の磁場方向を所定方向(例えば、図１(ｃ)の上下方向)に揃えて型４の中へ収容する必要がある。なお、この場合であっても、各磁石構成体２は、相互の磁石構成体２間に所定の隙間を空けた状態で型４の中へ収容してもよいし、間隔を空けずに敷き詰めた状態で収容してもよい。また、各磁石構成体２の磁場方向が所定方向(例えば、図１(ｃ)の上下方向)に揃えられている限り、各磁石構成体２は、重なり合った状態で型４の中へ収容してもよい(図１(ｃ),(ｇ)参照)。
【００１８】
また、本実施形態において、接合材６は、所定の設定条件で結合特性を有する素材で構成されており、その素材として、例えば、各種の樹脂(ゴム、合成樹脂(プラスチック))や各種の接着剤などを適用することができる。この場合、合成樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリアミドなどの所定温度に加熱すると軟化する熱可塑性樹脂や、エポキシ、フェノール及びポリエステルなどの所定温度に加熱すると硬化する熱硬化性樹脂を任意に適用することができる。また、接着剤としては、例えば、二液を混合することで固化する反応型の接着剤(エポキシ系接着剤等)などを任意に適用することができる。なお、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とは、成形体形成工程における成形方法によって、選択的に適用すればよい。
また、接合材６の形態としては、固形体、流動体、粒状体及び粉状体など所定温度下や所定圧力下において各種の形態を成す素材を適用することができる。例えば、接合材６として、上述した各種樹脂製のコンパウンドやペレットなどを適用してもよい。
【００１９】
接合材充填工程においては、例えば、このような接合材６をシリンダー１０内などで加熱し、当該接合材６に流動性を持たせ、型４へ高圧注入(例えば、射出)する(図１(ｄ)参照)。これにより、型４の中へ収容した所定個数の磁石構成体２を相互に接合するために、接合材６を当該型４に充填することができる。その際、各磁石構成体２が相互に所定の隙間を空けて型４の中へ収容されている場合、当該隙間を埋めて接合材６によって相互の磁石構成体２が接合されるとともに、複数の磁石構成体２が全体として一体を成して接合材６によって被覆されるように、接合材６を型４の中へ注入し、充填すればよい(図１(ｅ)参照)。また、各磁石構成体２が間隔を空けずに敷き詰めた状態で型４の中へ収容されている場合、複数の磁石構成体２が全体として一体を成して接合材６によって被覆されるように、接合材６を型４の中へ注入し、充填すればよい。なお、接合材６の充填量(注入量)は、例えば、型４の大きさや型４に収容した磁石構成体２の量(個数や体積等)などによって任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。また、接合材６の充填条件(例えば、注入時の圧力や速度など)は、例えば、接合材６の材質などによって任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００２０】
このような接合材充填工程によれば、型４への充填時(注入時)における接合材６の流動性を確保するために、磁石構成体２に対する接合材６の量を増やす必要は全くない。このため、磁石構成体２の接合材６に対する重量比を低下させることがなく、また、磁石構成体２の接合材６に対する体積比を容易に且つ格段に高めることができる。この結果、磁石構成体２に対する接合材６の体積比が１０〜２０％であっても、十分に結合強度の確保が可能な成形性に優れた永久磁石Ｍを製造することができる。また、磁気特性が焼結磁石の８０％程度であって、ボンド磁石より５０％以上の高磁気特性を有する永久磁石Ｍを製造することが可能となる。
【００２１】
接合材６の型４への充填後、成形体形成工程において、各磁石構成体２と接合材６とを当該型４の輪郭に沿って一体的に成形した成形体８を形成している(図１(ｆ)参照)。この場合、成形体８の成形方法は、特に限定されず、例えば、射出成形や圧縮成形(プレス成形)などの任意の方法を適用することができる。成形方法として射出成形を適用した場合、上述した接合材充填工程で型４の中へ高圧注入して充填した接合材６を、成形体形成工程において、磁石構成体２とともに所定の温度に冷却して結合(固着)させることで、成形体８を当該型４の輪郭に沿って成形することができる。この場合、一例として、接合材６には、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリアミドなどの熱可塑性樹脂を用いればよい。また、成形方法として圧縮成形(プレス成形)を適用した場合、成形体形成工程において、型４に対して圧力及び熱を加えて、当該型４の中へ高圧注入して充填した接合材６を磁石構成体２とともに圧縮して結合(固着)させることで、成形体８を当該型４の輪郭に沿って成形することができる(図１(ｆ)参照)。この場合、一例として、接合材６には、エポキシ、フェノール及びポリエステルなどの熱硬化性樹脂を用いればよい。なお、成形体形成工程において、型締め処理を行い、当該型４に注入した接合材６を磁石構成体２とともに賦形した後、加圧、加熱及び圧縮することで、成形体８を当該型４の輪郭に沿って成形してもよい。
【００２２】
このように成形することで、成形体８は、その内部に複数の磁石構成体２を含有し、当該複数の磁石構成体２が全体として１つの成形体８を成すように接合材６によって被覆された構成となる。なお、成形時の圧力の大きさや温度などの条件は、例えば、成形体８の大きさや接合材６の材質などによって任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００２３】
このような成形体形成工程によれば、複雑形状(例えば、円板にその上面から下面を貫通する多数の貫通孔を設けたような形状)を成す成形体８であっても容易に精度良く形成することができるとともに、成形体８のサイズも容易に精度良く調整することができる。この結果、型４の形状を変えるだけで、永久磁石Ｍの形状を複雑化することが容易となり、また永久磁石Ｍのサイズを小型化若しくは大型化することも容易となる。
【００２４】
なお、本実施形態においては収容体として型４を適用したが、上述したように、例えば、所定の外形を成す容器や袋などを収容体として適用してもよい。例えば、収容体として容器や袋などを適用した場合、当該容器等を上述した熱可塑性樹脂などで構成し、磁石構成体収容工程において、当該容器等の中に磁石構成体２を収容した後、接合材充填工程において接合材６を注入して充填する。そして、成形体形成工程において、当該容器等を密封して磁石構成体２及び接合材６とともに加熱、加圧し、当該容器等をこれらと一体的に結合(固着)させることで、成形体は、当該容器等の外郭形状が当該成形体の外形を成すように成形されて構成される。
【００２５】
また、成形体形成工程の後、当該成形体８に対して、着磁処理を施す工程(以下、成形体着磁工程という)を加えてもよい。このように、成形体着磁工程において、着磁処理を施すことで当該成形体８を着磁された永久磁石Ｍとして構成することができる(図１(ｈ)参照)。この場合、成形体８に対する着磁処理は、例えば、永久磁石Ｍの用途や目的などにより、両面着磁、片面２極着磁、片面多極着磁及び両面２極着磁などの着磁形態を任意に選択し、当該成形体８の所定箇所が所定磁極を成すように、所定の着磁方法により施せばよい。また、成形体８が環状(リング状)を成す場合、例えば、当該成形体８を外周２極着磁、外周多極着磁、内周２極着磁及び内周多極着磁させて、永久磁石Ｍを構成すればよい。なお、成形体８に対する着磁方法は、特に限定されず、例えば、静磁場着磁やパルス着磁などの任意の方法を適用することができる。また、成形体着磁工程前に、必要に応じて成形体８に対して表面処理を施してもよい。
【００２６】
ここで、本実施形態に係る着磁された永久磁石(以下、本件磁石という)の磁気特性について、試験を行い検証した。以下、当該試験内容及び試験結果について、説明する。
なお、かかる試験においては、試料として、本件磁石、所定の焼結磁石(以下、比較磁石という)の２つの永久磁石を用意し、当該各磁石の磁束をそれぞれ測定して比較した。
【００２７】
この場合、本件磁石としては、磁石構成体、接合材及び収容体が一体を成して成形された磁石を用いた。
なお、本件磁石の磁石構成体は、Ｎｄ-Ｆｅ-Ｂ系の焼結磁石(最大エネルギー積：４４(ＭＧＯｅ))を焼結材として用いており、当該焼結磁石を直方体(縦：４．０(ｍｍ)、横：４．０(ｍｍ)、厚さ：１．４(ｍｍ)程度)に構成した。また、本件磁石の収容体には、環状(リング状)の収容部(外径：２６．９(ｍｍ)、内径：１２．１(ｍｍ)、厚さ：４(ｍｍ)、断面積：４．５３(ｍｍ２))を有する樹脂ケース(重量：２．１(ｇ))を用いた。なお、当該樹脂ケースは、全体形状が収容部と同心の環状を成すように構成した。
また、試験の前処理として、複数の上記磁石構成体を樹脂ケースの中へ敷き詰めた状態で収容し、さらに接合材を当該樹脂ケースの中に充填して固着させた後、着磁させた。なお、接合材には、樹脂剤を用いており、当該樹脂剤を０．４８(ｇ)充填した。
【００２８】
これに対し、比較磁石は、本件磁石の磁石構成体と同様のＮｄ-Ｆｅ-Ｂ系の焼結磁石(最大エネルギー積：４４(ＭＧＯｅ))を用いており、当該焼結磁石を環状(リング状)(外径：２６．９(ｍｍ)、内径：１２．１(ｍｍ)、厚さ：０．９８(ｍｍ)、断面積：４．５３(ｍｍ２))に成形し、これを４つ重ねて構成した。これにより、比較磁石は、その体積が本件磁石の樹脂ケースの収容部の容積とほぼ同一の大きさとなるようにした。なお、比較磁石全体の形態を本件磁石と同様構成にするため、試験の前処理として、比較磁石を本件磁石と同様の樹脂ケースの中へ収容し、さらに本件磁石と同様の樹脂剤を当該樹脂ケースの中に０．３８(ｇ)だけ充填して固着させた(以下、前処理後の比較磁石を比較磁石体という)。
【００２９】
試験においては、まず、本件磁石の総重量と比較磁石体の総重量を測定し、当該総重量から樹脂ケースの重量、及び樹脂剤の重量をそれぞれ差し引くことで、本件磁石の磁石構成体の総重量(本件磁石総重量Ｗ１)、及び比較磁石の重量(比較磁石重量Ｗ２)をそれぞれ算出した。この結果、本件磁石の総重量は、１４．４(ｇ)であり、本件磁石総重量Ｗ１が、１１．８２(ｇ)(Ｗ１＝１４．４−２．１−０．４８)と算出された。これに対し、比較磁石体の総重量は、１５．８(ｇ)であり、比較磁石重量Ｗ２が、１３．３２(ｇ)(Ｗ２＝１５．８−２．１−０．３８)と算出された。この場合、本件磁石総重量Ｗ１の比較磁石重量Ｗ２に対する重量比(体積に対する集合密度)Ｘは、０．８８７(Ｘ＝Ｗ１／Ｗ２＝１１．８２／１３．３２)であった。
【００３０】
次に、本件磁石と比較磁石の磁束量(MaxWell)を測定し、本件磁石の磁束量(本件磁石磁束Φ１)の比較磁石の磁束量(比較磁石磁束Φ２)に対する磁束量の比(磁束比Ｙ)を算出した。この結果、本件磁石磁束Φ１は、６２６０(MaxWell)であったのに対し、比較磁石磁束Φ２は、７０２０(MaxWell)であった。これにより、本件磁石磁束Φ１の比較磁石磁束Φ２に対する磁束比Ｙは、０．８９１(Ｙ＝Φ１／Φ２＝６２６０／７０２０)と算出された。
なお、本件磁石の磁束密度(本件磁石磁束密度Ｂ１)を樹脂ケースの収容部の断面積に対する磁束量(本件磁石磁束Φ１)として算出した場合、本件磁石磁束密度Ｂ１は、１．３８２(Ｇ)(Ｂ１＝６２６０／４．５３)となった。これに対し、比較磁石の磁束密度(比較磁石磁束密度Ｂ２)を当該比較磁石の断面積に対する磁束量(比較磁石磁束Φ２)として算出した場合、比較磁石磁束密度Ｂ２は、１．５５０(Ｇ)(Ｂ２＝７０２０／４．５３)となった。
【００３１】
この結果、本件磁石は、比較磁石に対する磁束比(０．８９１)が、当該比較磁石に対する重量比(０．８８７)とほぼ等しいことが検証できた。また、樹脂ケースの収容部の容積と比較磁石の体積とをほぼ同一の大きさとした場合、本件磁石は、比較磁石に対する磁束比が０．８９(８９％)であることが検証できた。すなわち、本件磁石は、樹脂ケースの収容部と比較磁石の体積比(容積比)がほぼ等しい場合、比較磁石(Ｎｄ-Ｆｅ-Ｂ系の焼結磁石)の８９％の磁気特性(磁束)を有することが検証できた。
なお、比較磁石のような環状(リング状)の焼結磁石を製造することは、上述したように、非常に手間がかかるとともにコストも要するのに対し、本件磁石であれば、非常に容易に且つ低コストで、焼結磁石とほぼ同等の磁気特性を有する環状(リング状)の永久磁石を製造することができる。
【００３２】
以上のような永久磁石製造方法により永久磁石Ｍを製造することで、磁気特性に優れた永久磁石Ｍを容易に且つ確実に製造することができるとともに、成形性に優れた永久磁石Ｍを容易に且つ確実に製造することができる。これにより、磁気特性及び成形性に優れた永久磁石Ｍの製造時における歩留まりを格段に向上させることができる。また、磁気特性に優れた永久磁石Ｍに対する形状や大きさへの細分化されたニーズへ充分に且つ的確に応えることができる。
【００３３】
さらに、上述したように、磁石構成体２には、任意の形状及び大きさの焼結磁性材が適用可能であるため、例えば、各種の焼結磁性材(成形体８)の廃材や端材などであっても、磁石構成体２として適用することができる。このため、希少で高価な資源である希土類元素の焼結磁性材の再利用及び有効活用を図りながら、磁気特性及び成形性に優れた永久磁石Ｍを製造することができる。この結果、廃棄物として処分される廃材や端材の量を大幅に減らすことができるとともに、これらの廃材や端材を処分するためのコストも大幅に削減することができる。また、高価な希土類元素の焼結磁性材の再利用及び有効活用ができるため、磁気特性及び成形性に優れた永久磁石Ｍを低コストで製造することが可能となる。
【００３４】
なお、上述した本実施形態に係る永久磁石製造方法により製造された永久磁石Ｍは、必ずしもその内部の磁石構成体２が均等に配置されていないため(図１(ｈ)参照)、その残留磁束密度が厳密には均等にならず、当該永久磁石Ｍが作り出す磁場にもムラが生じる場合がある。しかしながら、永久磁石Ｍの全体、特にその磁極面(例えば、図１(ｈ)の上面と下面)から所定の大きさ以上の磁場が作り出されていれば、当該永久磁石Ｍは、例えば、一般家庭用の各種電気製品、産業用の各種設備や装置など、広範な各種の用途に対してその実用に耐え得ることは経験上明らかである。例えば、水道水の塩素除去やスケール除去などのために永久磁石を用いる場合、水道水に対して所定の大きさの磁力が作用すればよく、当該永久磁石の残留磁束密度が厳密に均等となっていなくとも全く問題はない。このように、上述した本実施形態に係る永久磁石及びその製造方法によれば、容易に強力な磁場を作り出すことが可能な永久磁石Ｍを低コストで製造することができるため、係るコストメリットにより、永久磁石が必要となる広範な分野のニーズに低コストで応えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る永久磁石製造方法を説明するための図であって、(ａ)は、磁石構成体の構成例を示す斜視図、(ｂ)は、収容体の構成例の断面図、(ｃ)は、磁石構成体収容工程において、磁石構成体を収容体の中へ収容した状態の一例を示す断面図、(ｄ)は、接合材充填工程において、接合材を収容体へ注入した状態の一例を示す断面図、(ｅ)は、接合材充填工程において、接合材を収容体へ充填した状態の一例を示す断面図、(ｆ)は、成形体形成工程において、接合材を磁石構成体とともに圧縮した状態の一例を示す断面図、(ｇ)は、磁石構成体収容工程において、磁石構成体を収容体の中へ収容した状態の一例を示す斜視図、(ｈ)は、本実施形態に係る永久磁石製造方法により製造された永久磁石の構成例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３６】
２  磁石構成体
４  収容体
６  接合材
８  成形体
１０  シリンダー
Ｍ  永久磁石
【図１】
2007266032.tif 000003