(57)【要約】【課題】高い寸法精度でスリット状の凹部（溝）が設けられた焼結磁石を、安全かつ生産性良く製造することができる製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の焼結磁石の製造方法は、成形型に、磁石粉末を充填する第１の処理と、前記磁石粉末をプレス成型することにより、圧縮成形層を形成する第２の処理と、前記圧縮成形層上に、焼結により除去される材料で構成されたシート材を前記成形型の内側に接するように配置する第３の処理と、前記シート材上および前記圧縮成形層上に、磁石粉末を充填する第４の処理と、前記第４の処理で付与された前記磁石粉末をプレス成型することにより、圧縮成形層を形成する第５の処理とを行うことにより複合体を得る複合体形成工程と、前記複合体から前記シート材を除去し、前記磁石粉末を焼結する焼結工程と、を有し、前記複合体の前記シート材に対応する部位に、スリット状の凹部を有する焼結磁石を得ることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石粉末が圧縮されることにより形成され、スリット状の凹部を有する圧縮成形体と、焼結により除去される材料で構成され、前記圧縮成形体の前記スリット状の凹部に、前記スリット状の凹部の開口部から露出して配置されたシート材と、を備えた複合体を得る複合体形成工程と、
前記複合体から前記シート材を除去し、前記磁石粉末を焼結する焼結工程と、を有し、
前記シート材に対応する形状のスリット状の凹部を有する焼結磁石を得ることを特徴とする焼結磁石の製造方法。
【請求項２】
成形型に、磁石粉末を充填する第１の処理と、前記磁石粉末をプレス成型することにより、圧縮成形層を形成する第２の処理と、前記圧縮成形層上に、焼結により除去される材料で構成されたシート材を前記成形型の内側に接するように配置する第３の処理と、前記シート材上および前記圧縮成形層上に、磁石粉末を充填する第４の処理と、前記第４の処理で付与された前記磁石粉末をプレス成型することにより、圧縮成形層を形成する第５の処理とを行うことにより複合体を得る複合体形成工程と、
前記複合体から前記シート材を除去し、前記磁石粉末を焼結する焼結工程と、を有し、
前記複合体の前記シート材に対応する部位に、スリット状の凹部を有する焼結磁石を得ることを特徴とする焼結磁石の製造方法。
【請求項３】
前記複合体形成工程は、前記第１の処理および前記第２の処理を行った後に、前記第３の処理、前記第４の処理および前記第５の処理を繰り返し行うものである請求項２に記載の焼結磁石の製造方法。
【請求項４】
前記複合体の前記シート材の厚み方向からの平面視において、前記圧縮成形層および前記シート材は、円環状または円環の部分形状をなすものであり、
前記平面視において前記圧縮成形層の円環外周円から円環内周円に向かう方向についての前記シート材の幅をＷＳ［ｍｍ］、前記方向についての前記圧縮成形層の幅をＷＭ［ｍｍ］としたとき、０．１≦ＷＳ／ＷＭ≦０．８の関係を満足する請求項２または３に記載の焼結磁石の製造方法。
【請求項５】
前記シート材は、引っ張り強度が３０ＭＰａ以上１１０ＭＰａ以下の材料で構成されたものである請求項１ないし４のいずれか一項に記載の焼結磁石の製造方法。
【請求項６】
前記複合体の前記シート材の厚み方向からの平面視において、前記圧縮成形層および前記シート材は、円環状または円環の部分形状をなすものであり、
前記平面視において前記圧縮成形層の円環外周円から円環内周円に向かう方向についての前記シート材の幅は、０．８ｍｍ以上４．５ｍｍ以下である請求項１ないし５のいずれか一項に記載の焼結磁石の製造方法。
【請求項７】
前記シート材の厚さが２０μｍ以上３００μｍ以下である請求項１ないし６のいずれか一項に記載の焼結磁石の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法を用いて製造されたことを特徴とする焼結磁石。
【請求項９】
請求項８に記載の焼結磁石を備えたことを特徴とするモーター。
【請求項１０】
請求項８に記載の焼結磁石を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項８に記載の焼結磁石を備えたことを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結磁石の製造方法、焼結磁石、モーター、電子機器およびロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
焼結磁石は、一般に、圧粉成形後に焼結処理を施すことにより製造されている。
一方、焼結磁石をモーターに適用した場合における渦電流の発生を抑制するために、焼結磁石の表面に溝を形成することが行われている。このような溝は、一般に、上記のような方法で焼結磁石を製造した後、機械加工により設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、このような方法では、製造工程が増え、溝付きの焼結磁石の生産性が劣ったものとなる。また、このような方法では、寸法精度を十分に高いものとすることが困難である。また、加工に伴う磁石材料のロスがあり、生産コスト、省資源の観点からも好ましくない。また、焼結磁石が希土類焼結磁石である場合等には、機械加工により生じた微粉は発火性が特に高く、安全性の確保に多大の注意を払う必要が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２９５８０４号公報（段落番号００１１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、高い寸法精度でスリット状の凹部（溝）が設けられた焼結磁石を、安全かつ生産性良く製造することができる製造方法を提供すること、高い寸法精度でスリット状の凹部（溝）が設けられた焼結磁石を提供すること、また、当該焼結磁石を備えたモーター、電子機器、ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の焼結磁石の製造方法は、磁石粉末が圧縮されることにより形成され、スリット状の凹部を有する圧縮成形体と、焼結により除去される材料で構成され、前記圧縮成形体の前記スリット状の凹部に、前記スリット状の凹部の開口部から露出して配置されたシート材と、を備えた複合体を得る複合体形成工程と、
前記複合体から前記シート材を除去し、前記磁石粉末を焼結する焼結工程と、を有し、
前記シート材に対応する形状のスリット状の凹部を有する焼結磁石を得ることを特徴とする。
これにより、高い寸法精度でスリット状の凹部（溝）が設けられた焼結磁石を、安全かつ生産性良く製造することができる製造方法を提供することができる。
【０００７】
本発明の焼結磁石の製造方法は、成形型に、磁石粉末を充填する第１の処理と、前記磁石粉末をプレス成型することにより、圧縮成形層を形成する第２の処理と、前記圧縮成形層上に、焼結により除去される材料で構成されたシート材を前記成形型の内側に接するように配置する第３の処理と、前記シート材上および前記圧縮成形層上に、磁石粉末を充填する第４の処理と、前記第４の処理で付与された前記磁石粉末をプレス成型することにより、圧縮成形層を形成する第５の処理とを行うことにより複合体を得る複合体形成工程と、
前記複合体から前記シート材を除去し、前記磁石粉末を焼結する焼結工程と、を有し、
前記複合体の前記シート材に対応する部位に、スリット状の凹部を有する焼結磁石を得ることを特徴とする。
これにより、高い寸法精度でスリット状の凹部（溝）が設けられた焼結磁石を、安全かつ生産性良く製造することができる製造方法を提供することができる。
【０００８】
本発明の焼結磁石の製造方法では、前記複合体形成工程は、前記第１の処理および前記第２の処理を行った後に、前記第３の処理、前記第４の処理および前記第５の処理を繰り返し行うものであることが好ましい。
これにより、複数本のスリット状の凹部を有する焼結磁石を製造することができ、当該焼結磁石をモーターに適用した際における渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。
【０００９】
本発明の焼結磁石の製造方法では、前記複合体の前記シート材の厚み方向からの平面視において、前記圧縮成形層および前記シート材は、円環状または円環の部分形状をなすものであり、
前記平面視において前記圧縮成形層の円環外周円から円環内周円に向かう方向についての前記シート材の幅をＷＳ［ｍｍ］、前記方向についての前記圧縮成形層の幅をＷＭ［ｍｍ］としたとき、０．１≦ＷＳ／ＷＭ≦０．８の関係を満足することが好ましい。
これにより、最終的に得られる焼結磁石において好適な大きさのスリット状の凹部（溝）を形成することができ、焼結磁石をモーターに適用した場合における渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。また、より高い寸法精度で焼結磁石を製造することができ、焼結磁石の信頼性を特に優れたものとすることができる。
【００１０】
本発明の焼結磁石の製造方法では、前記シート材は、引っ張り強度が３０ＭＰａ以上１１０ＭＰａ以下の材料で構成されたものであることが好ましい。
これにより、焼結磁石中にシート材由来の不純物が残存することをより効果的に防止しつつ、焼結磁石の寸法精度をさらに高いものとすることができる。
【００１１】
本発明の焼結磁石の製造方法では、前記複合体の前記シート材の厚み方向からの平面視において、前記圧縮成形層および前記シート材は、円環状または円環の部分形状をなすものであり、
前記平面視において前記圧縮成形層の円環外周円から円環内周円に向かう方向についての前記シート材の幅は、０．８ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であることが好ましい。
これにより、最終的に得られる焼結磁石において好適な大きさのスリット状の凹部（溝）を形成することができ、焼結磁石をモーターに適用した場合における渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。
【００１２】
本発明の焼結磁石の製造方法では、前記シート材の厚さが２０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
これにより、最終的に得られる焼結磁石において好適な大きさのスリット状の凹部（溝）を形成することができ、焼結磁石をモーターに適用した場合における渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。
【００１３】
本発明の焼結磁石は、本発明の方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、高い寸法精度でスリット状の凹部（溝）が設けられた焼結磁石を提供することができる。
本発明のモーターは、本発明の焼結磁石を備えたことを特徴とする。
これにより、渦電流の発生による悪影響が効果的に防止された信頼性の高いモーターを提供することができる。
【００１４】
本発明の電子機器は、本発明の焼結磁石を備えたことを特徴とする。
これにより、渦電流の発生による悪影響が効果的に防止された信頼性の高い電子機器を提供することができる。
本発明のロボットは、本発明の焼結磁石を備えたことを特徴とする。
これにより、渦電流の発生による悪影響が効果的に防止された信頼性の高いロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の焼結磁石の製造方法の好適な実施形態を示す工程図である。
【図２】本発明の焼結磁石の製造方法の好適な実施形態を示す工程図である。
【図３】本発明の焼結磁石の製造方法の好適な実施形態を示す工程図である。
【図４】本発明の焼結磁石の製造方法の好適な実施形態を示す工程図である。
【図５】本発明の焼結磁石の好適な実施形態を示す上面図（ａ）および斜視図（ｂ）である。
【図６】本発明のモーターの一例を示す横断面図（ａ）、縦断面図（ｂ）である。
【図７】本発明のモーターを備えたロボット（電子機器）の一例を示す図である。
【図８】本発明のモーターを備えた双腕７軸ロボット（電子機器）の一例を示す図である。
【図９】本発明の焼結磁石の他の実施形態を示す上面図（ａ）および斜視図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の焼結磁石の製造方法、焼結磁石、モーター、電子機器およびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
≪焼結磁石の製造方法≫
まず、本発明の焼結磁石の製造方法について説明する。
図１〜図４は、本発明の焼結磁石の製造方法の好適な実施形態を示す工程図、図５は、本発明の焼結磁石の好適な実施形態を示す上面図（ａ）および斜視図（ｂ）である。
【００１７】
本実施形態の焼結磁石の製造方法は、成形型９に、磁石粉末２１１を充填する第１の処理（Ａ１）と、磁石粉末２１１をプレス成型することにより、圧縮成形層２１を形成する第２の処理（Ａ２）と、圧縮成形層２１上に、焼結により除去される材料で構成されたシート材３を成形型９の内側に接するように配置する第３の処理（Ａ３）と、シート材３上および圧縮成形層２１上に、磁石粉末２１１を充填する第４の処理（Ａ４）と、第４の処理で付与された磁石粉末２１１をプレス成型することにより、圧縮成形層２１を形成する第５の処理（Ａ５）とを行うことにより、磁石粉末２１１が圧縮されることにより形成され、スリット状の凹部２２’を有する圧縮成形体２と、圧縮成形体２のスリット状の凹部（溝）２２’に配置され、一部が表面に露出しているシート材３とを備えた複合体１’を得る複合体形成工程（Ａ１〜Ａ５’’）と、複合体１’を成形型９から取り出し（Ｂ）、その後、複合体１’からシート材３を除去し、磁石粉末２１１を焼結する焼結工程（Ｃ）とを有している。このようにして得られる焼結磁石１は、複合体１’のシート材３に対応する部位に、スリット状の凹部（溝）２２が設けられたものである。
【００１８】
このように、複合体形成工程と、焼結工程とを有することにより、表面にスリット状の凹部（溝）を有する焼結磁石を、生産性良くかつ優れた寸法精度で得ることができる。特に、本発明の製造方法では、焼結磁石に対して機械加工等を施す必要がないため、加工に伴う磁石材料のロスの発生を防止することができ、また、生産コスト、省資源の観点からも有利である。また、焼結磁石を構成する磁石材料が、化学的な安定性に劣り、発火性の高いもの等であっても、簡易な設備で安全に、スリット状の凹部が設けられた焼結磁石を製造することができる。
焼結磁石は、いかなる形状をなすものであってもよいが、モーターに適用されるものである場合、円筒状または湾曲板状（円筒をその軸を中心に切断した形状等）をなすものであるのが好ましい。以下の説明では、湾曲板状をなす焼結磁石を製造する場合について中心的に説明する。
【００１９】
［複合体形成工程］
複合体形成工程では、第１の処理（Ａ１）、第２の処理（Ａ２）、第３の処理（Ａ３）、第４の処理（Ａ４）、および、第５の処理（Ａ５）を行う。
以下、これらの各処理について詳細に説明する。
（第１の処理）
まず、成形型９に、磁石粉末２１１を充填する（Ａ１）。
磁石粉末２１１としては、希土類磁石粉末が好ましく、特に、次の［１］〜［３］が好ましい。
【００２０】
［１］  Ｒ（ただし、Ｒは、Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種）と、Ｃｏを主とする遷移金属とを基本成分とするもの（以下、Ｒ−Ｃｏ系合金と言う）。
［２］  Ｒ（ただし、Ｒは、Ｙを含む希土類元素のうちの少なくとも１種）と、Ｆｅを主とする遷移金属（ＴＭ）と、Ｂとを基本成分とするもの（以下、Ｒ−ＴＭ−Ｂ系合金と言う）。
【００２１】
［３］  Ｒ（ただし、Ｒは、Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種）と、Ｆｅを主とする遷移金属（ＴＭ）と、Ｎを主とする格子間元素とを基本成分とするもの（以下、Ｒ−ＴＭ−Ｎ系合金と言う）。
Ｒ−Ｃｏ系合金の代表的なものとしては、ＳｍＣｏ5、Ｓｍ2ＴＭ17（ただしＴＭは、遷移金属）が挙げられる。
【００２２】
Ｒ−ＴＭ−Ｂ系合金の代表的なものとしては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｎｄ−Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｎｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｃｅ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、これらにおけるＦｅの一部をＣｏ、Ｎｉ等の他の遷移金属で置換したもの等が挙げられる。
Ｒ−ＴＭ−Ｎ系合金の代表的なものとしては、Ｓｍ2Ｆｅ17合金を窒化して作製したＳｍ2Ｆｅ17Ｎ3、ＴｂＣｕ7型相を主相とするＳｍ−Ｚｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ系合金が挙げられる。
【００２３】
前記希土類元素としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ミッシュメタルが挙げられ、これらを１種または２種以上含むことができる。また、前記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等が挙げられ、これらを１種または２種以上含むことができる。
また、保磁力、最大磁気エネルギー積等の磁気特性を向上させるため、あるいは、耐熱性、耐食性を向上させるために、磁石材料中には、必要に応じ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｗ等を含有することもできる。
【００２４】
磁石粉末２１１の平均粒径は、１μｍ以上１０μｍ以下であるのが好ましく、２μｍ以上８μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる焼結磁石１を、より高密度のものとすることができ、特に優れた磁気特性を有するものとすることができる。また、焼結後に機械加工を施す従来の方法では、磁石粉末の粒径が上記のように比較的小さいものであると、機械加工がより困難となり、スリット状の凹部を十分に高い寸法精度で形成するのが困難となるという問題がより顕著に発生していた。これに対し、本発明では、磁石粉末の平均粒径が前記範囲内の値であっても、確実に寸法精度の高い焼結磁石（スリット状の凹部が設けられた焼結磁石）を得ることができる。すなわち、磁石粉末の平均粒径が前記範囲内の値である場合に、本発明の効果がより顕著に発揮される。なお、本明細書では、特に断りのない限り、平均粒径とは、体積基準の平均粒径のことを示す。このような平均粒径は、例えば、日機装株式会社製、レーザー回折・散乱式粒子径・粒度分布測定装置（マイクロトラック）を用いた測定により求めることができる。
なお、本処理では、条件の異なる２種以上の磁石粉末を用いてもよい。例えば、組成の異なる２種以上の磁石粉末を用いてもよいし、平均粒径の異なる２種以上の磁石粉末を用いてもよい。本処理で２種以上の磁石粉末を用いる場合、これらを混合して用いてもよいし、成形型９内に、これら条件の異なる磁石粉末を積層するように用いてもよい。
【００２５】
（第２の処理）
次に、成形型９内に充填された磁石粉末２１１をプレス成型することにより、圧縮成形層２１を形成する（Ａ２）。
磁石粉末２１１の成形圧力は、５００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１５００ｋｇｆ／ｃｍ２以下であるのが好ましく、７００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１２００ｋｇｆ／ｃｍ２以下であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる焼結磁石１を、より高密度のものとすることができ、特に優れた磁気特性を有するものとすることができる。また、焼結後に機械加工を施す従来の方法では、成形圧力が上記のように比較的小さいものであると、機械加工がより困難となり、スリット状の凹部を十分に高い寸法精度で形成するのが困難となるという問題がより顕著に発生していた。これに対し、本発明では、成形圧力が前記範囲内の値であっても、確実に寸法精度の高い焼結磁石（スリット状の凹部が設けられた焼結磁石）を得ることができる。すなわち、成形圧力が前記範囲内の値である場合に、本発明の効果がより顕著に発揮される。
また、本処理は、通常、磁場中で、磁石粉末２１１を脱磁させつつ行うものである。
【００２６】
（第３の処理）
次に、圧縮成形層２１の外周部付近に、焼結（後に詳述する焼結工程）により除去される材料で構成されたシート材３を配置する（Ａ３）。
シート材３は、引っ張り強度が３０ＭＰａ以上１１０ＭＰａ以下の材料で構成されたものであるのが好ましく、引っ張り強度が３０ＭＰａ以上７０ＭＰａ以下の材料で構成されたものであるのがより好ましく、引っ張り強度が４０ＭＰａ以上７０ＭＰａ以下の材料で構成されたものであるのがさらに好ましい。これにより、焼結磁石１中にシート材３由来の不純物が残存することをより効果的に防止しつつ、焼結磁石１の寸法精度をさらに高いものとすることができる。シート材３の引っ張り強度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７：１９９９に準じた測定により求めることができる。
【００２７】
図中、ＤＳで表されるシート材３の厚さは、２０μｍ以上３００μｍ以下であるのが好ましく、２５μｍ以上２５０μｍ以下であるのがより好ましく、３０μｍ以上２００μｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、最終的に得られる焼結磁石１において好適な大きさのスリット状の凹部（溝）２２を形成することができ、焼結磁石１をモーターに適用した場合における渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。
【００２８】
シート材３の構成材料は、焼結により除去されるものであれば、いかなるものであってもよいが、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂等のアクリル系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂；ポリアセタール樹脂等が挙げられる。中でも、シート材３の構成材料としては、アクリル系樹脂よびポリオレフィン系樹脂よりなる群から選択される１種または２種以上を含むものであるのが好ましい。これにより、最終的に得られる焼結磁石１において形成されるスリット状の凹部（溝）２２の寸法精度を特に高いものとすることができる。
【００２９】
シート材３は、後に詳述する焼結工程における除去速度が異なる第１の成分と第２の成分とを含む材料で構成されたものであるのが好ましい。これにより、焼結工程における圧縮成形体２の不本意な変形をより効果的に防止することができ、製造される焼結磁石１の寸法精度を特に高いものとすることができる。
シート材３は、第１の成分を含む材料で構成され粒状をなす複数個の分散質が、第１の成分よりも焼結工程における除去速度の速い第２の成分を含む材料で構成された分散媒中に分散した構造を有するものであるのが好ましい。これにより、焼結工程における圧縮成形体２の不本意な変形をさらに効果的に防止することができ、製造される焼結磁石１の寸法精度をさらに高いものとすることができる。
【００３０】
第１の成分と第２の成分との具体的な組み合わせとしては、例えば、ポリプロピレン（第１の成分）とアクリル樹脂（第２の成分）、ポリアセタール（第１の成分）とエチレン−酢酸ビニル共重合体（第２の成分）等が挙げられる。
前記分散質（第１の成分を含む材料で構成された分散質）の平均粒径をＤＤ［μｍ］、シート材３の厚さをＤＳ［μｍ］としたとき、０．２≦ＤＤ／ＤＳ≦０．８の関係を満足するのが好ましく、０．３≦ＤＤ／ＤＳ≦０．７の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、焼結磁石１中にシート材３由来の不純物が残存することをより効果的に防止しつつ、焼結磁石１の寸法精度をさらに高いものとすることができる。
【００３１】
また、磁石粉末２１１の平均粒径をｄ［μｍ］、シート材３の厚さＤＳを［μｍ］としたとき、０．０１≦ｄ／ＤＳ≦０．５の関係を満足するのが好ましく、０．０２≦ｄ／ＤＳ≦０．４の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、焼結工程における圧縮成形体２の不本意な変形をさらに効果的に防止することができ、製造される焼結磁石１の寸法精度をさらに高いものとすることができる。また、焼結磁石１中にシート材３由来の不純物が残存することをより効果的に防止することができる。
【００３２】
（第４の処理）
次に、シート材３上および圧縮成形層２１上に、磁石粉末２１１を充填する（Ａ４）。
本処理で用いる磁石粉末２１１としては、例えば、前述した第１の処理にて説明した条件のもの（組成、平均粒径）を好適に用いることができるが、本処理で用いる磁石粉末２１１は、前述した第１の処理で用いた磁石粉末２１１と同一の条件を満足するものであってもよいし、異なる条件のものであってもよい。例えば、本処理で用いる磁石粉末２１１は、前述した第１の処理で用いた磁石粉末２１１と異なる組成を有するものであってもよいし、平均粒径の異なるものであってもよい。
【００３３】
（第５の処理）
次に、第４の処理で装入された磁石粉末２１１をプレス成型することにより、圧縮成形層２１を形成する（Ａ５）。これにより、第２の処理で形成された圧縮成形層２１と、本処理で形成された圧縮成形層２１とが一体化され、シート材３が配された部位にスリット状の凹部２２’を有する圧縮成形体２が得られる。
【００３４】
本処理での磁石粉末２１１の成形圧力は、５００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１５００ｋｇｆ／ｃｍ２以下であるのが好ましく、７００ｋｇｆ／ｃｍ２以上１２００ｋｇｆ／ｃｍ２以下であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる焼結磁石１を、より高密度のものとすることができ、特に優れた磁気特性を有するものとすることができる。また、焼結後に機械加工を施す従来の方法では、成形圧力が上記のように比較的小さいものであると、機械加工がより困難となり、スリット状の凹部を十分に高い寸法精度で形成するのが困難となるという問題がより顕著に発生していた。これに対し、本発明では、成形圧力が前記範囲内の値であっても、確実に寸法精度の高い焼結磁石（スリット状の凹部が設けられた焼結磁石）を得ることができる。すなわち、成形圧力が前記範囲内の値である場合に、本発明の効果がより顕著に発揮される。なお、本処理での磁石粉末２１１の成形圧力は、前述した第２の処理での磁石粉末２１１の成形圧力と同一であってもよいし、異なるものであってもよい。
また、本処理は、通常、磁場中で、磁石粉末２１１を脱磁させつつ行うものである。
【００３５】
本工程（複合体形成工程）は、上述した各処理（第１の処理〜第５の処理）をそれぞれ少なくとも１回行うものであればよいが、第１の処理および第２の処理を行った後に、本実施形態では、第３の処理、第４の処理および第５の処理を繰り返し行っている（図示の構成では、第３の処理、第４の処理および第５の処理の一連の処理を、３回繰り返し行っている）。これにより、複数本のスリット状の凹部２２を有する焼結磁石１（図示の構成では、３本のスリット状の凹部（溝）を有する焼結磁石１）を製造することができ、当該焼結磁石１をモーターに適用した際における渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。
【００３６】
圧縮成形層２およびシート材３が、複合体１’のシート材３の厚み方向からの平面視において、円環状または円環の部分形状をなすものである場合、前記平面視において圧縮成形層２の円環外周円から円環内周円に向かう方向についてのシート材３の幅をＷＳ［ｍｍ］、前記方向についての圧縮成形層２１の幅をＷＭ［ｍｍ］としたとき、０．１≦ＷＳ／ＷＭ≦０．８の関係を満足するのが好ましく、０．２≦ＷＳ／ＷＭ≦０．７の関係を満足するのがより好ましい。これにより、最終的に得られる焼結磁石１において好適な大きさのスリット状の凹部（溝）２２を形成することができ、焼結磁石１をモーターに適用した場合における渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。また、より高い寸法精度で焼結磁石１を製造することができ、焼結磁石１の信頼性を特に優れたものとすることができる。
なお、「円環の部分形状」としては、円弧状（図５（ａ）参照）のほか、円環を平行線で切り取った形状（図９（ａ）参照）等も挙げられる。
【００３７】
圧縮成形層２およびシート材３が、複合体１’のシート材３の厚み方向からの平面視において、円環状または円環の部分形状をなすものである場合、前記平面視において圧縮成形層２の円環外周円から円環内周円に向かう方向についてのシート材３の幅は、０．８ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であるのが好ましく、１．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる焼結磁石１において好適な大きさのスリット状の凹部（溝）２２を形成することができ、焼結磁石１をモーターに適用した場合における渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。
【００３８】
［焼結工程］
上記のような複合体形成工程の後に、複合体１’を成形型９から取り出し（Ｂ）、複合体１’を焼結することにより、シート材３を除去する（Ｃ）。これにより、複合体１’のシート材３に対応する部位に、スリット状の凹部２２が設けられた焼結磁石１が得られる。焼結磁石１が有するスリット状の凹部２２は、シート材３に対応する形状のものである。すなわち、焼結磁石１が有するスリット状の凹部２２は、通常、焼結に伴う収縮により、シート材３とは大きさが異なるものであるが、シート材３と略相似の関係にあるものである。ただし、プレス圧縮方向や磁気配向方向等の影響により、収縮に異方性を生じる場合があるため、焼結磁石１が有するスリット状の凹部２２と、シート材３とは、相似関係とならない場合もある。
【００３９】
本工程での処理温度（加熱温度）は、９００℃以上１３００℃以下であるのが好ましく、９５０℃以上１２５０℃以下であるのがより好ましい。これにより、焼結磁石１の寸法精度を特に優れたものとしつつ、焼結磁石１の生産性を特に優れたものとすることができる。
本工程での処理時間（加熱時間）は、３０分以上３００分以下であるのが好ましく、６０分以上２４０分以下であるのがより好ましい。これにより、焼結磁石１の寸法精度を特に優れたものとしつつ、焼結磁石１の生産性を特に優れたものとすることができる。
【００４０】
特に、シート材３が、第１の成分を含む材料で構成され粒状をなす複数個の分散質が、第１の成分よりも焼結工程における除去速度の速い第２の成分を含む材料で構成された分散媒中に分散した構造を有するものである場合、焼結磁石１中にシート材３由来の不純物が残存することをより効果的に防止しつつ、焼結磁石１の寸法精度をさらに高いものとすることができる。これは、以下のような理由によるものであると考えられる。すなわち、第２の成分は第１の成分よりも除去速度の速いものであるため、本工程においては、第２の成分が優先的に除去され、第１の成分で構成された粒状体により、不本意な変形（例えば、局所的な変形等）を防止しつつ、シート材３の構成材料（分解物を含む）の流路を確保することができ、本工程の初期から後期の全体にわたって、シート材３の構成材料を効率よく除去することができる。その結果、焼結磁石１中にシート材３由来の不純物が残存することをより効果的に防止しつつ、焼結磁石１の寸法精度をさらに高いものとすることができるものと考えられる。
【００４１】
≪焼結磁石≫
本発明の焼結磁石は、上述したような本発明の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。これにより、高い寸法精度でスリット状の凹部が設けられた焼結磁石を提供することができる。
本発明の焼結磁石は、いかなる形状をなすものであってもよいが、モーターに適用されるものである場合、円筒状または湾曲板状（円筒をその軸を中心に切断した形状等）をなすものであるのが好ましい（図５参照）。
【００４２】
焼結磁石が有するスリット状の凹部の幅は、１６μｍ以上２４０μｍ以下であるのが好ましく、２０μｍ以上２００μｍ以下であるのがより好ましく、２４μｍ以上１７０μｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、焼結磁石をモーターに適用した場合における渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。
焼結磁石が有するスリット状の凹部の深さは、０．６ｍｍ以上３．６ｍｍ以下であるのが好ましく、１．２ｍｍ以上２．８ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、焼結磁石をモーターに適用した場合における渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。
本発明の焼結磁石は、いかなる用途のものであってもよいが、モーターに用いられるものであるのが好ましい。モーターでは、渦電流の発生による特性への悪影響が大きいが、本発明では、高い寸法精度でスリット状の凹部を有する焼結磁石を製造することができるため、上記のような問題の発生を効果的に防止することができる。
【００４３】
≪モーター≫
本発明のモーターは、上述したような本発明の焼結磁石を備えたことを特徴とする。これにより、渦電流の発生による悪影響が効果的に防止された信頼性の高いモーターを提供することができる。
図６は、本発明のモーターの一例を示す横断面図（ａ）、縦断面図（ｂ）である。
【００４４】
モーター１００は、コアレスモーターであり、図６に示すように、略円筒形状のステーター２０と、その内部にローター３０とを有するインナーローター型モーターである。
ステーター２０は、ケーシング１０１と、ケーシング１０１の内周面に沿って配された複数の電磁コイル１０４とを備えている。
ケーシング１０１は、樹脂材料で構成されている。なお、ケーシング１０１は、後述するような軟磁性材料で構成されたバックヨークとして、軟磁性材料を含む樹脂で覆う構造を有していてもよいし、ケーシング１０１と電磁コイル１０４との間にバックヨークを設けてもよい。また、ケーシング１０１を金属材料で構成してもよい。
【００４５】
電磁コイル１０４は、コイル用線を捲回して得られた捲回体で構成されている。
ローター３０は、ケーシング１０１の中央に挿通されており、回転軸１０２と、回転軸１０２の外周に配された６つの永久磁石としての焼結磁石１とを有している。
焼結磁石１は、上記電磁コイル１０４と対向するように配されている。
モーター１００は、焼結磁石１が形成する磁界の中で巻線の単位コイルに電流を流したときに、単位コイルが受けるローレンツ力を利用して回転トルクを発生させることを動作原理としている。
モーター１００は、上述したように本発明の焼結磁石を備えているので、渦電流の発生が効果的に防止されている。
【００４６】
≪電子機器≫
本発明の電子機器は、上述した本発明の焼結磁石を備えたことを特徴とする。これにより、渦電流の発生による悪影響が効果的に防止された信頼性の高い電子機器を提供することができる。
また、本発明のロボットは、上述した本発明の焼結磁石を備えたことを特徴とする。これにより、渦電流の発生による悪影響が効果的に防止された信頼性の高いロボットを提供することができる。
【００４７】
以下、本発明の電子機器の一例としてのロボットについて説明する。
図７は、本発明のモーターを備えたロボット（電子機器）の一例を示す図である。
図７に示すロボット３４００は、第１と第２のアーム３４１０、３４２０と、モーター３４３０とを有している。ロボット３４００においては、モーター３４３０に本発明のモーターが適用されている。
【００４８】
モーター３４３０は、被駆動部材としての第２のアーム３４２０を水平回転させる際に使用される。
図８は、本発明のモーターを備えた双腕７軸ロボット（電子機器）の一例を示す図である。
図８に示す双腕７軸ロボット３４５０は、関節モーター３４６０と、把持部モーター３４７０と、アーム３４８０と、把持部３４９０とを有している。
【００４９】
関節モーター３４６０は、肩関節、肘関節、手首関節に相当する位置に配置されている。
関節モーター３４６０は、アーム３４８０と把持部３４９０とを、３次元的に動作させるため、各関節につき２つ設置されている。
また、把持部モーター３４７０は、把持部３４９０を開閉し、把持部３４９０に物を掴ませるように駆動する。
【００５０】
本実施形態の双腕７軸ロボット３４５０においては、関節モーター３４６０、および、把持部モーター３４７０に、本発明のモーターが適用されている。
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、本発明の焼結磁石、モーター、電子機器およびロボットにおいて、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００５１】
また、前述した実施形態では、複合体形成工程において、第１の処理、第２の処理、第３の処理、第４の処理および第５の処理を行うものとして説明したが、本発明の製造方法は、磁石粉末が圧縮されることにより形成され、スリット状の凹部を有する圧縮成形体と、焼結により除去される材料で構成され、前記圧縮成形体の前記スリット状の凹部に、前記スリット状の凹部の開口部から露出して配置されたシート材と、を備えた複合体を得る複合体形成工程と、前記複合体から前記シート材を除去し、前記磁石粉末を焼結する焼結工程とを有するものであればよく、例えば、複合体形成工程においては、圧縮していない状態の磁石粉末と、シート材とを積層した状態で、プレス成型を行うものであってもよい。
【００５２】
また、本発明の製造方法では、上述したような工程に加え、さらに他の工程（前処理工程、中間処理工程、後処理工程）を有するものであってもよい。例えば、本発明の製造方法は、焼結工程の後に、時効処理を目的とした熱処理工程を有していてもよい。このような熱処理（時効処理）は、例えば、処理温度（加熱温度）：５００℃以上９００℃以下、処理時間（加熱時間）：３０分以上３００分以下の条件で行うことができる。また、発明の製造方法は、焼結工程の後に、電着塗装、無電解メッキ等の方法により、磁石本体に被覆層を形成する工程（被覆層形成工程）を有していてもよい。
【００５３】
また、本発明の製造方法では、形状の調整等を目的として、切断、研削、研磨等の機械加工を行う工程を有していてもよい。例えば、スリット状の凹部が設けられた円筒状の焼結磁石を製造した後に、これを切断し、複数個の湾曲板状の焼結磁石を得るものであってもよい。
また、前述した実施形態では、焼結磁石が、湾曲板状（円筒をその軸を中心に切断した形状等）をなすもの、すなわち、平面視において、円環状をなすものである場合について、代表的に説明したが、本発明において、焼結磁石は、いかなる形状のものであってもよく、例えば、平面視において、円環を平行線で切り取った形状（図９（ａ）参照）のもの等であってもよい。
【００５４】
また、前述した実施形態では、焼結磁石が、湾曲板状（円筒をその軸を中心に切断した形状等）をなし、外周面側の全周にわたってスリット状の凹部を有する場合について中心的に説明したが、スリット状の凹部は、内周側に設けられたものであってもよい。また、スリット状の凹部は、全周にわたって形成されていなくてもよく、例えば、外周側、内周側の一部のみに設けられたものであってもよい。また、周方向について断続的に複数本のスリット状の凹部（溝）が設けられていてもよい。
【実施例】
【００５５】
［１］焼結磁石（溝付き焼結磁石）の製造
以下のようにして、焼結磁石（溝付き焼結磁石）を製造した。
（実施例１）
以下のようにして、複合体形成工程および焼結工程を行い、スリット状の凹部を有する焼結磁石を製造した。
【００５６】
まず、断面形状が円弧状の長尺形状をなす充填部（外半径：１８ｍｍ（外径でφ３６ｍｍ）、内半径：１２ｍｍ（内径でφ２４ｍｍ）、中心角：６０°）を備えた成形型（図１参照）を用意し、この成形型に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金からなる磁石粉末（平均粒径ｄ：４μｍ）を充填した（第１の処理）。
次に、成形型内に充填された磁石粉末をプレス成型（成形圧力：１０００ｋｇｆ／ｃｍ２）することにより、圧縮成形層を形成した（第２の処理）。なお、第２の処理は、２０ＫＯｅの磁界中で磁石粉末を配向させながらプレス成型し、成形圧力を保持したまま磁石粉末を脱磁した後圧力を除荷することにより行った。
【００５７】
次に、上記第２の処理で形成された圧縮成形層上に、アクリル樹脂で構成された円弧状のシート材（平均厚さＤＳ：３０μｍ、幅：２ｍｍ、外半径：１８ｍｍ、内半径：１６ｍｍ、中心角：６０°、引っ張り強度：７０ＭＰａ）を配置した（第３の処理）。
次に、シート材上および圧縮成形層上に、第１の処理で用いたのと同じ条件の磁石粉末を充填した（第４の処理）。
【００５８】
次に、第４の処理で付与された磁石粉末をプレス成型（成形圧力：１０００ｋｇｆ／ｃｍ２）することにより、圧縮成形層を形成した（第５の処理）。なお、第５の処理は、２０ＫＯｅの磁界中で磁石粉末を配向させながらプレス成型し、成形圧力を保持したまま磁石粉末を脱磁した後圧力を除荷することにより行った。
その後さらに、第３の処理、第４の処理および第５の処理からなる一連の処理を、上記と同一の条件で２回繰り返し行った。これにより、３枚のシート材と、４層の圧縮成形層が一体化され、シート材が配された部位にスリット状の凹部（溝）を有する圧縮成形体とで構成された複合体が得られた（複合体形成工程）。
【００５９】
次に、１１００℃×１時間の加熱処理（焼結処理）を行うことにより、シート材が分解除去されるとともに、圧縮成形体（圧縮成形層）を構成する磁石粉末が接合され、スリット状の凹部を有する焼結磁石が得られた（焼結工程）。
その後、７００℃×１時間の加熱処理（時効処理）を施すことにより、最終的な焼結磁石（溝付き焼結磁石）を１００個製造した。
得られた焼結磁石は、高さ：２５ｍｍ、外半径：１５ｍｍ、内半径：１０ｍｍ、中心角：６０°の湾曲板状をなすものであった（図５参照）。
【００６０】
（実施例２〜１８）
各工程での処理条件を表１に示すように変更した以外は、前記実施例１と同様にして焼結磁石（溝付き焼結磁石）を製造した。
なお、前記各実施例において、シート材の枚数と、焼結磁石が有する溝の本数とは、同一であり、シート材の厚さは焼結磁石の溝の幅に対応するものであり、また、シート材の幅は焼結磁石の溝の深さに対応するものであり、焼結磁石が有する溝の形状は、シート材の形状と相似の関係にあるものであった。
【００６１】
（比較例１）
第３の処理を省略した以外は、前記実施例１と同様にして焼結磁石を製造し、その後、精密切断機（機械加工）により、前記実施例１の焼結磁石が有するスリット状の凹部（溝）に対応する部位に、幅５００μｍ、深さ２．５ｍｍの溝を形成し、焼結磁石（溝付き焼結磁石）を得た。
【００６２】
（比較例２）
機械加工による溝形成工程を省略した以外は、前記比較例１と同様にして焼結磁石を製造した。すなわち、本比較例では、焼結磁石を、溝を有さないものとして製造した。
前記各実施例および各比較例についての、焼結磁石の製造条件、焼結磁石の構成を表１にまとめて示す。表中、ＷＳ／ＷＭの値は、複合体のシート材が露出している外周面から内周面に向かう方向についてのシート材の幅ＷＳ［ｍｍ］と、当該方向についての圧縮成形層の幅ＷＭ［ｍｍ］との比率を示す。また、前記各実施例および各比較例で得られた焼結磁石は、いずれも、高さ：２５ｍｍ、外半径：１５ｍｍ（外径でφ３０ｍｍ）、内半径：１０ｍｍ（内径でφ２０ｍｍ）、中心角：６０°の湾曲板状をなすものであった（図５参照）。
【００６３】
【表１】
2013229948.tif 000002
【００６４】
［２］評価
上記のようにして得られた焼結磁石について、以下のような評価を行った。
［２．１］破損率
前記各実施例および比較例で製造した各焼結磁石を目視により観察し、割れ、欠け等の欠陥の有無を確認した。欠陥のある焼結磁石の割合を、破損率として求めた。
【００６５】
［２．２］表面磁束密度
前記各実施例および比較例で製造した各焼結磁石について、テスラメーター（日本電磁測器社製）を用いて、表面磁束密度を求めた。
［２．３］スリット部表面磁束密度低下率
前記各実施例および比較例で製造した各焼結磁石について、テスラメーター（日本電磁測器社製）を用い、磁石の高さ方向に沿って表面磁束密度を測定した。スリットのない部分の磁石表面磁束密度とスリット部表面磁束密度との差をスリットのない部分の磁石表面磁束密度で除した値をスリット部表面磁束密度低下率として求めた。
【００６６】
［２．４］回転子温度上昇
前記各実施例および比較例で製造した各焼結磁石（目視での欠陥のないもの）を用いて、図６に示すようなモーターを製造した。このようにして得られたモーターについて、所定の回転数、所定のトルクにて連続回転させ、回転子温度が飽和したときの温度上昇幅を回転子温度上昇特性として測定した。回転子温度上昇が低いものほど、渦電流による悪影響の程度が低いものと言える。
【００６７】
［２．５］寸法精度
前記各実施例および比較例で製造した各焼結磁石のスリット深さばらつきおよび外径ばらつきを測定し、その寸法公差を求めた。この寸法公差が小さいほど、寸法精度が高いと言える。
これらの結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】
2013229948.tif 000003
【００６９】
表２から明らかなように、本発明では、目的とする形状の焼結磁石（溝付き焼結磁石）を安全かつ生産性良く製造することができた。また、本発明では、スリット状の凹部を必要以上に大きくしないで形成することができるため、磁気特性に優れ、溝部の形成による磁気特性の低下（磁石粉末の含有量の減少に伴う磁気特性の低下）が効果的に防止された焼結磁石を製造することができた。また、本発明の焼結磁石は、所望の形状の溝部が形成されたものであるため、モーターとした際の渦電流の発生による悪影響が効果的に抑制されたものであった。これに対し、比較例では、満足な結果が得られなかった。
【符号の説明】
【００７０】
１…焼結磁石  １’…複合体  ２…圧縮成形体  ２１…圧縮成形層  ２１１…磁石粉末  ２２’…スリット状の凹部（溝）  ２２…スリット状の凹部（溝）  ３…シート材
９…成形型  １００…モーター  ２０…ステーター  ３０…ローター  １０１‥‥ケーシング  １０２‥‥回転軸  １０４…電磁コイル  ３４００…ロボット  ３４１０…第１のアーム  ３４２０…第２のアーム  ３４３０…モーター  ３４５０…双腕７軸ロボット  ３４６０…関節モーター  ３４７０…把持部モーター  ３４８０…アーム  ３４９０…把持部  ＷＳ…幅  ＷＭ…幅  ＤＳ…厚さ
【図１】
2013229948.tif 000004
【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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