(57)【要約】【課題】  固定子鉄心のティースに集中的に巻線を施した、いわゆる集中巻構造の固定子を持ち、且つ、永久磁石を回転子に使用した回転電機において、特性が良好な回転電機を提供すること。【解決手段】  固定子鉄心２３２と、固定子鉄心２３２の個々のティース２３７に集中的に巻回されたコイル２３３と、を有する固定子２３０と、回転子鉄心２５２と、回転子鉄心２５２に保持された複数の永久磁石２５４，２５６とを有し、固定子２３０のティース２３７と空隙を介して回転可能に保持された回転子２５０と、を有し、永久磁石２５４，２５６は、希土類磁石であって、希土類磁性粉体をＳｉＯ2により結着されている回転電機。【選択図】図５
2009071910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心と、前記固定子鉄心の個々のティースに集中的に巻回されたコイルと、を有する固定子と、
回転子鉄心と、前記回転子鉄心に保持された複数の永久磁石とを有し、前記固定子の前記ティースと空隙を介して回転可能に保持された回転子と、を有し、
前記永久磁石は、希土類磁石であって、希土類磁性粉体をＳｉＯ2により結着されている回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機であって、
前記永久磁石は、希土類磁性粉体をアルコキシ基が含有するＳｉＯ2により結着されている回転電機。
【請求項３】
請求項１記載の回転電機であって、
前記永久磁石は、前記回転子鉄心に埋め込まれている回転電機。
【請求項４】
請求項１記載の回転電機であって、
前記永久磁石は、周方向に隣り合ったもの同士で磁化方向が反転している回転電機。
【請求項５】
請求項１記載の回転電機であって、
前記固定子鉄心は、複数の分割コアによって構成されている回転電機。
【請求項６】
請求項１記載の回転電機であって、
前記固定子鉄心は、前記ティースごとにＴ字型をなす分割コアを円環状に組み上げることによって構成されている回転電機。
【請求項７】
請求項１記載の回転電機であって、
前記コイルは、四角の断面形状である回転電機。
【請求項８】
請求項１記載の回転電機であって、
前記コイルは、前記ティースに設けられたボビンに巻回され、前記ボビンは２分割されて上下から挟み込むように構成されている回転電機。
【請求項９】
請求項１記載の回転電機であって、
前記固定子鉄心は、一体の円環のコアバックと、直線状のティースとから構成され、前記ティースが前記コアバックにはめ込まれている回転電機。
【請求項１０】
請求項１記載の回転電機であって、
前記永久磁石はかまぼこ型であり、前記回転子鉄心の表面に保持されている回転電機。
【請求項１１】
請求項１記載の回転電機であって、
前記回転子は、その内周側に設けた空間に回転子の回転速度を減速する減速機を内蔵している回転電機。
【請求項１２】
請求項１記載の回転電機であって、
前記回転子は、その内周に設けた空間に回転子の回転速度を減速する減速機を内蔵しているとともに、前記永久磁石による極数が１６以上である回転電機。
【請求項１３】
エンジンと、
回転電機と、
前記エンジン，前記回転電機に基づく回転トルクを所定の変速比で車軸に伝達する変速機と、
前記回転電機に接続されたバッテリと、
前記バッテリの電力を変換して前記回転電機に伝達する電力変換装置と、を有する自動車であって、
前記回転電機の回転子に設けられた永久磁石は、希土類磁石であって、希土類磁性粉体をＳｉＯ2により結着されており、
前記回転電機の固定子は、固定子鉄心の個々のティースにコイルが集中的に巻回されている自動車。
【請求項１４】
請求項１３記載の自動車であって、
前記希土類磁石を設けた回転電機の軸は、前記車軸の方向に対して同じ方向に設けられている自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機およびそれを搭載した自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護などの要請から、エンジンと回転電機によって車両を駆動するハイブリッド自動車や、回転電機によって車両を駆動する電気自動車の開発が進んでいる。
【０００３】
このような自動車の駆動／発電に用いられる回転電機には、効率向上のために永久磁石を用いるものがある。この永久磁石の特性は、近年著しく向上している。代表的な高性能の永久磁石は希土類の磁石材料を焼結して製造した焼結磁石である。この焼結磁石は磁気特性が優れているが、高温で焼結する製造工程が必要であり、生産性悪化の要因となっている。
【０００４】
これに対し、磁石材料を熱硬化性エポキシ樹脂で固めるいわゆるボンド磁石が研究されている（例えば特許文献１参照）。このボンド磁石は焼結する製造工程が不要であり、ある程度複雑な形状も成形することができる。また、エポキシ樹脂は耐熱性が低いため、自動車の駆動用回転電機などの高温環境下で用いるためには課題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３８６４０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、エポキシ樹脂を結着剤として使用した磁石では、磁石材に対するエポキシ樹脂材の割合が多くなってしまい、磁石に占める磁石材料の割合が低下してしまう。このため、磁気特性が悪くなり、それに伴って回転電機の特性も著しく低下する問題があった。
【０００７】
一方、磁石のエネルギー密度の高い焼結磁石は、電気伝導度が高いため、高速回転時に渦電流が発生し、その熱によって磁石が減磁してしまう問題があった。とくに、固定子が集中巻構造の場合、磁石の渦電流発熱が大きい。
【０００８】
自動車用回転電機は、軸方向に薄いことが要求されるので集中巻構造が適している。しかし、高速回転時の渦電流を抑えるために磁石分割などを施し、コスト上昇の原因になっている。
【０００９】
本発明の目的は、磁気特性の良好な回転電機及びそれを搭載した自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
渦電流発熱が大きい集中巻構造の回転電機において、その回転子の磁石に、希土類磁石であって、希土類磁性粉体をＳｉＯ2により結着されている磁石を採用する。
【００１１】
例えば固定子鉄心と、固定子鉄心の個々のティースに集中的に巻回されたコイルと、を有する固定子と、回転子鉄心と、回転子鉄心に保持された複数の永久磁石とを有し、固定子のティースと空隙を介して回転可能に保持された回転子と、を有し、永久磁石は、希土類磁石であって、希土類磁性粉体をＳｉＯ2により結着されている回転電機である。
【００１２】
また、エンジンと、回転電機と、エンジンと回転電機に基づく回転トルクを所定の変速比で車軸に伝達する変速機と、回転電機に接続されたバッテリと、バッテリの電力を変換して回転電機に伝達する電力変換装置と、を有し、回転電機の回転子に設けられた永久磁石は、希土類磁石であって、希土類磁性粉体をＳｉＯ2により結着されており、回転電機の固定子は、固定子鉄心の個々のティースにコイルが集中的に巻回されている自動車である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、磁気特性の良好な回転電機及びそれを搭載した自動車を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図を用いながら説明する。
【００１５】
本発明の実施形態をなす永久磁石式回転電機は、固定子鉄心のティース各々に集中的に巻線を施した、いわゆる集中巻固定子を持ち、回転子鉄心に磁性粉体をＳｉＯ系の材料にて結着した永久磁石を配置する。
【００１６】
また、この永久磁石式回転電機の製造方法は、無機絶縁膜が施された磁性粉体を加圧成形し、該加圧成形体に、ＳｉＯ系の材料を含浸させて永久磁石を製造し、この永久磁石を回転子鉄心に配置する。
【００１７】
また、この永久磁石式回転電機を備えた自動車は、回転子に、結着剤にて磁性粉体を結着した永久磁石を配置し、結着剤は、その前駆体が磁性粉体に対し良好な濡れ特性を有する材料で構成されている。
【００１８】
このため、各々の磁性粉はＳｉＯ系の材料で絶縁され、渦電流が流れにくいという特徴がある。このような永久磁石式回転電機により、自動車用に適した薄型集中巻モータを実現することができる。
【００１９】
図１（ａ）は、本発明の実施例をなす永久磁石式回転電機が搭載されたハイブリッド型の電気自動車の一実施形態を示す構成図を示す。この回転電機は、回転電機のみによって駆動される純粋な電気自動車にも、エンジンと回転電機の双方によって駆動されるハイブリッド型の電気自動車にも適用できるが、以下代表してハイブリッド型の電気自動車の実施例を説明する。
【００２０】
車両１００には、エンジン１２０と第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２と、第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２に高電圧の直流電力を供給するあるいは第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２から高電圧の直流電力を受けるバッテリ１８０が搭載されている。さらに１４ボルト系電力である低電圧電力を供給するバッテリ（図示しない）がこの車両に搭載されており、以下に説明する制御回路に低電圧の直流電力を供給する。
【００２１】
エンジン１２０および第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２に基づく回転トルクは、変速機１３０とデファレンシャルギア１３２に伝達され、前輪１１０に伝達される。
【００２２】
変速機１３０を制御する変速機制御装置１３４とエンジン１２０を制御するエンジン制御装置１２４と電力変換装置６００を制御する回転電機制御回路６０４とリチウムイオン電池などのバッテリ１８０を制御するバッテリ制御装置１８４と統合制御装置１７０とが、それぞれ通信回線１７４によって接続されている。
【００２３】
統合制御装置１７０は、統合制御装置１７０より下位の制御装置である変速機制御装置１３４やエンジン制御装置１２４や電力変換装置６００やバッテリ制御装置１８４から、それぞれの状態を表す情報を、通信回線１７４を介して受け取る。これらの情報に基づき、統合制御装置１７０によって各制御装置の制御指令が演算され、統合制御１７０から各制御装置への制御指令が通信回線１７４を介してそれぞれの制御装置へ送信される。
【００２４】
例えば、バッテリ制御装置１８４はリチウムイオン電池であるバッテリ１８０の放電状況やリチウムイオン電池を構成する各単位セル電池の状態をバッテリ１８０の状態として統合制御装置１７０に通信回線１７４を介して出力する。
【００２５】
統合制御装置１７０は上記出力からバッテリ１８０の充電が必要と判断すると、電力変換装置６００に発電運転の指示を出す。統合制御装置１７０はまたエンジン１２０と第１の回転電気２００や第２の回転電気２０２の出力トルクを管理し、エンジンと第１の回転電気２００や第２の回転電気２０２の出力トルクの総合トルクあるいはトルク分配比を演算処理し、処理結果に基づく制御指令を変速機制御装置１３４やエンジン制御装置１２４や電力変換装置６００へ送信する。トルク指令に基づき電力変換装置６００は第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２を制御し、どちらか一方の回転電機であるいは両方の回転電機で指令のトルク出力を、あるいは発電電力を発生するようにこれらの回転電機を制御する。
【００２６】
電力変換装置６００は統合制御装置１７０からの指令に基づき第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２を運転するためにインバータを構成するパワー半導体のスイッチング動作を制御する。これらパワー半導体のスイッチング動作により、第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２が電動機としてあるいは発電機として運転される。
【００２７】
電動機として運転する場合は高電圧のバッテリ１８０からの直流電力が電力変換装置６００のインバータの直流端子に供給される。インバータを構成するパワー半導体のスイッチング動作を制御することにより上記供給された直流電力が３相交流電力に変換され、第１の回転電機２００あるいは第２の回転電機２０２に供給される。一方第１の回転電機２００あるいは第２の回転電機２０２が発電機として運転される場合、第１の回転電機２００あるいは第２の回転電機２０２の回転子が外部から加えられる回転トルクで回転し、この回転トルクに基づき前記回転電機の固定子巻線に３相交流電力を発生する。発生した３相交流電力は前記電力変換装置６００で直流電力に変換され、直流電力が前記高電圧のバッテリ１８０に供給され、前記バッテリ１８０が直流電力により充電される。
【００２８】
電力変換装置６００は、直流電源の電圧変動を押さえる複数の平滑用のコンデンサモジュールと、複数のパワー半導体を内蔵するパワーモジュールと、このパワーモジュールのスイッチング動作を制御するスイッチング駆動回路および前記スイッチング動作の時間幅を決める信号すなわちパルスワイドモデュレーションの制御を行うＰＷＭ信号を発生する回路を備えた回転電機制御回路から構成されている。
【００２９】
高電圧のバッテリ１８０はリチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの２次電池であり、２５０ボルトから６００ボルト、あるいはそれ以上の高電圧の直流電力が前記２次電池に充電され、あるいは前記２次電池から出力される。
【００３０】
図１（ｂ）は、横置きエンジン、前輪駆動用ハイブリッドシステムのエンジンとモータの位置を示したものである。図示したように回転電機の軸が、車軸の方向に対して同方向に設けられている例である。車軸の方向は自動車の幅方向と同じであることから、回転電機の軸方向の長さには所定の制約が発生し、より扁平の、薄いモータが要求されることがわかる。このようなハイブリッド自動車システムには、コイルエンドの厚さを小さくすることによって薄型化が可能な、後述する集中巻モータが用いられる。図１（ｃ）は、縦置きエンジン、後輪駆動用ハイブリッドシステムのエンジンとモータの位置を示したものである。
【００３１】
図２は、図１の電力変換装置６００の回路図を示す。電力変換装置６００には第１の回転電機２００のための第１のインバータ装置と第２の回転電機２０２のための第２のインバータ装置とが設けられている。第１のインバータ装置は、第１のパワーモジュール６１０と第１のパワーモジュール６１０における各パワー半導体２１のスイッチング動作を制御する第１の駆動回路６５２と回転電機２００の電流を検知する電流センサ６６０と以下に説明する第２のインバータ装置と共通に使用される制御回路６４８とコネクタ基板６４２に実装された送受信回路６４４やコンデンサジュール６３０を備えている。なお、駆動回路６５２は駆動回路基板６５０に設けられており、制御回路６４８は制御回路基板６４６に設けられている。
【００３２】
第２のインバータ装置は、第２のパワーモジュール６２０と第２のパワーモジュール６２０における各パワー半導体２１のスイッチング動作を制御する第２の駆動回路６５６と回転電機２０２の電流を検知する電流センサ６６２と第１のインバータと共通に使用される制御回路６４８と送受信回路６４４とコンデンサジュール６３０とを備えている。第２の駆動回路６５６は第２の駆動回路基板６５４に実装されており、また制御回路６４８は回転電機制御回路基板６４６に実装されており、送受信回路６４４はコネクタ基板６４２に実装されている。
【００３３】
第１のパワーモジュール６１０と第２のパワーモジュール６２０は、それぞれ対応する第１および第２の駆動回路６５２と６５６とから出力された駆動信号によって動作し、高電圧バッテリ１８０から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、その電力を対応する回転電機２００や２０２の電機子巻線に供給する。また回転電機２００や２０２の電機子巻線である固定子巻線に誘起された交流電力を直流に変換して高電圧バッテリに供給する。
【００３４】
第１および第２のパワーモジュール６１０や６２０は、図２に記載のごとく３相ブリッジ回路を備えており、３相に対応した直列回路がそれぞれバッテリ１８０の正極側と負極側との間に電気的に並列に接続されている。各直列回路は上アームを構成するパワー半導体と下アームを構成するパワー半導体とを備え、上アームのパワー半導体２１と下アームを構成するパワー半導体２１とは直列に接続されている。
【００３５】
第１のパワーモジュール６１０と第２のパワーモジュール６２０とは図２に示す如く、回路構成がほぼ同じであり、第１のパワーモジュール６１０で代表して説明する。本回路では、スイッチング用パワー半導体素子としてＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）２１を用いている。ＩＧＢＴ２１は、コレクタ電極，エミッタ電極及びゲート電極の３つの電極を備えている。ＩＧＢＴ２１のコレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード３８が電気的に接続されている。ダイオード３８は、カソード電極及びアノード電極の２つの電極を備えており、ＩＧＢＴ２１のエミッタ電極からコレクタ電極に向かう方向が順方向となるように、カソード電極がＩＧＢＴ２１のコレクタ電極に、アノード電極がＩＧＢＴ２１のエミッタ電極にそれぞれ電気的に接続されている。
【００３６】
スイッチング用パワー半導体素子としてはＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ）を用いてもよい。ＭＯＳＦＥＴは、ドレイン電極，ソース電極及びゲート電極の３つの電極を備えている。尚、ＭＯＳＦＥＴは、ソース電極とドレイン電極との間に、ドレイン電極からソース電極に向かう方向が順方向となる寄生ダイオードを備えているので、図２のダイオード３８を設ける必要がない。
【００３７】
各相のアームはＩＧＢＴ２１のソース電極とＩＧＢＴ２１のドレイン電極が電気的に直列に接続されて構成されている。尚、本実施例では、各相の各上下アームのＩＧＢＴを１つしか図示していないが、制御する電流容量が大きいので、実際には複数のＩＧＢＴが電気的に並列に接続されて構成されている。以下説明を簡単にするため、１個のパワー半導体として説明する。
【００３８】
図２に示す例では、各相の各上下アームはそれぞれ３個のＩＧＢＴによって構成している。各相の各上アームのＩＧＢＴ２１のドレイン電極はバッテリ１８０の正極側に、各相の各下アームのＩＧＢＴ２１のソース電極はバッテリ１８０の負極側それぞれ電気的に接続されている。
【００３９】
各相の各アームの中点（上アーム側ＩＧＢＴのソース電極と下アーム側のＩＧＢＴのドレイン電極との接続部分）は、対応する回転電機２００や２０２の対応する相の電機子巻線に電気的に接続されている。
【００４０】
第１と第２の駆動回路６５２と６５６は、対応するインバータ装置６１０や６２０を制御するための駆動部を構成しており、制御回路６４８から出力された制御信号に基づいて、ＩＧＢＴ２１を駆動させるための駆動信号を発生する。それぞれの駆動回路６５２や６５６で発生した駆動信号は、対応する第１のパワーモジュール６１０や第２のパワーモジュール６２０における各パワー半導体のゲートにそれぞれ出力される。各相の各上下アームのゲートに供給する駆動信号を発生する２組の回路を１つの集積回路としている。駆動回路６５２や６５６はそれぞれ、６個の上記集積回路を有しており、これら６個の集積回路を収めて１ブロックとして駆動回路６５２や６５６を構成している。
【００４１】
制御回路６４８は各インバータ装置６１０や６２０の制御部を構成しており、複数のスイッチング用パワー半導体素子を動作（オン・オフ）させるための制御信号（制御値）を演算するマイクロコンピュータによって構成されている。制御回路６４８には、上位制御装置からのトルク指令信号（トルク指令値）、電流センサ６６０や６６２及び回転電機２００や２０２に搭載された回転センサが検知した信号（センサ出力）が入力されている。制御回路６４８はそれらの入力信号に基づいて制御値を演算し、駆動回路６５２や６５６にスイッチングタイミングを制御するための制御信号を出力する。
【００４２】
コネクタ基板６４２に実装された送受信回路６４４は、電力変換装置６００と外部の制御装置との間を電気的に接続するためのもので、図１の通信回線１７４を介して他の装置と情報の送受信を行う。
【００４３】
コンデンサジュール６３０は、ＩＧＢＴ２１のスイッチング動作によって生じる直流電圧の変動を抑制するための平滑回路を構成するためのものであり、第１のパワーモジュール６１０や第２のパワーモジュール６２０における直流側の端子に電気的に並列に接続されている。
【００４４】
図３は、図１の第１の回転電機２００あるいは第２の回転電機２０２の断面図を示す。第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２とはほぼ同じ構造であり、第１の回転電機２００の構造を代表例として説明する。尚、以下に示す構造は、第１の回転電機２００及び第２の回転電機２０２の双方に採用されている必要は無く、少なくとも一方に採用されていても良い。
【００４５】
ハウジング２１２の内部に固定子２３０が保持されており、固定子２３０は固定子鉄心２３２と固定子巻線２３８とを備えている。固定子鉄心２３２の内側面に対して、回転子２５０が空隙２２２を介して回転可能に保持されている。回転子２５０は回転子鉄心２５２と永久磁石２５４とを備えており、回転子鉄心２５２はシャフト２１８に固定されている。ハウジング２１２はシャフト２１８の回転軸方向の両側にエンドブラケット２１４をそれぞれ有しており、回転子鉄心２５２を有するシャフト２１８はエンドブラケット２１４のそれぞれに軸受２１６により回転自在に保持されている。
【００４６】
この構造において、モータの薄型化の鍵となるのがコイルエンド２３８の短さである。図４は、分布巻固定子の外見図を示す。従来の分布巻は隣のスロットの導線とまたがって配置するため、どうしてもコイルエンドが長くなる。このため、モータの軸方向の全長を短くすると、固定子鉄心２３０の２３２の長さを確保できなくなり、モータとして成立しない。これは、ハイブリッド自動車用モータの課題の一つである。これを解決するために、集中巻のモータを用いる。固定子の構成については後述する。
【００４７】
シャフト２１８には回転子の極の位置を検出する回転子位置センサ２２４と回転子の回転速度を検出する回転速度センサ２２６とが設けられている。これらのセンサ２２４と２２６からの出力は図２に示す制御回路６４８に取り込まれ、これらセンサの出力に基づいてパワーモジュール６１０が制御される。
【００４８】
図５は、図３に示す固定子２３０および回転子２５０のＡ−Ａ断面図を示す。ハウジング２１２およびシャフト２１８の記載は省略した。固定子２３０は固定子鉄心２３２を有しており、固定子鉄心２３２は周方向に均等に多数のスロット２４とティース２３６とを有しており、ティース２３６には、それぞれ、コイル２３３が各々集中的に巻かれている、いわゆる集中巻になっている。図５で、固定子の回転子側には全周に渡ってティース２３６とスロット２３４が設けられている。尚、これら全てに符号を付すことはせず、代表して一部のティースとスロットにのみに符号を付した。
【００４９】
また、回転子鉄心２５２には、磁石の形状に沿った穴が開けられており、後で述べる永久磁石２５４が埋め込まれ、接着剤などで固定されている。上記磁石は回転子２５０の界磁極として作用し、これら界磁極を構成する永久磁石２５４の磁化方向は、磁石の固定子側面がＮ極またはＳ極となる方向で、界磁極毎に磁化方向が反転している。
【００５０】
永久磁石２５４は磁化され、永久磁石となった状態で回転子鉄心２５２に埋め込んでも良いし、あるいは永久磁石２５４が磁化されていない状態で回転子鉄心２５２に挿入し、回転子２５０を構成した後に強力な磁界を与えて磁化されることにより永久磁石となるようにしてもよい。この場合、磁化されない状態の永久磁石２５４を回転子鉄心２５２に挿入し、その後に磁化する方が、回転電機の生産性が向上する。すなわち、これらの永久磁石２５４は強力な磁石であり、回転子２５０に永久磁石２５４を固定する前に磁石を着磁すると、永久磁石２５４の固定時に回転子鉄心２５２との間に強力な吸引力が生じ、この求心力が作業の妨げとなる。また強力な吸引力により、永久磁石２５４に鉄粉などのごみが付着する恐れがある。
【００５１】
図３および図５で、回転子の回転速度センサ２２６と回転子位置センサ２２４との出力に基づき図２に示す第１の駆動回路６５２が第１のパワーモジュール６１０を制御する制御信号を発生して第１のパワーモジュール６１０に送信する。第１のパワーモジュールは制御信号に基づきスイッチング動作を行い、バッテリ１８０から供給される直流電力を３相交流電力に変換する。この３相交流電力は図３や図５に示す固定子巻線２３８に供給され、回転速度センサ２２６の検出値に基づいて３相交流電流の周波数が制御され、回転子位置センサ２２４の検出値に基づいて３相交流電流の回転子に対する位相が制御される。
【００５２】
上記位相と周波数の回転磁界が３相交流電流により固定子２３０に発生する。固定子２３０の回転磁界が回転子２５０の永久磁石２５４，２５６に作用して回転子２５０に永久磁石２５４，２５６に基づく磁石トルクが生じる。
【００５３】
図５に示す実施形態では、各磁極すなわち各界磁極が１個の永久磁石２５４，２５６で構成されており界磁極毎に着磁方向が反転している。この実施形態では永久磁石２５４と２５６とでは極性が反対である。永久磁石２５４と２５６とを備えた回転子２５０の磁極は回転子２５０の周方向に等間隔に配置されており、この実施形態では１６極である。
【００５４】
また、図５の実施形態では、固定子鉄心２３２は、それぞれ１個のティース２３７に付き、Ｔ字型を構成するように分割されている。それぞれの分割コアには、図６に示すような樹脂製のボビンを取り付け、図７に示すように、コア毎に巻線を施す。尚、固定子のティースに図に示すようにコイルを集中的に巻回しているものを、ここでは集中巻と呼ぶ。一方、分布巻とは、図４に示したように、スロットを跨いでコイルを挿入しているものとする。図８のように、隣同士のＴ字をつなぎ合わせていき、最後に円環上にくみ上げて固定子を構成する。
【００５５】
それぞれの分割コアは、図９のように独立して巻線の端子がでるので、それを樹脂製の結線版で結線する。図９に示した巻線は、コイルが丸線だが、これを四角の断面形状のコイルを巻くことで、スロット内部により多くの電線面積を稼ぐことができ、これにより、モータに流せる電流を増やすことができる。ハイブリッド車両のように高トルクが要求されるモータに適している。また、四角の線を密に巻くことにより、銅線同士の密着が良くなり、コイルの熱がコア側に逃げやすくなるメリットもある。
【００５６】
Ｔ字型のコアの場合には、ボビンは、図１０に示すように２分割し、上下から挟み込むように構成する。あるいは、一体の成形でモールドする。また、コアの形状では、円環にくみ上げる際にズレが生じないように、図１１に示すような突起と凹みをつける。コアは積層鋼板を積み上げて構成する。その際、鋼板一枚ずつかしめ２３２１を設け、それを重ねることにより、一体の形状を確保する。
【００５７】
また、円環に組み上げた固定子を固定するため、図１２に示すように、薄い円環上のハウジング２３４に固定子を焼きばめなどで固定する。そのハウジングにはモータ固定用の耳が付いており、その耳を固定ボルト２３５でしめることによりモータを車両に固定する。
【００５８】
図１３は固定子の別の製作方法を示したものである。ティース部２３７とコアバック部２３８をすべてばらばらに分解する。そして、それぞれの部品は、矢印の方向に電磁鋼板の特性がもっとも良くなるように圧延方向に切断される。すなわち、例えば珪素鋼板の圧延方向は磁気特性が良いため、分割コアで、ティース，コアバックそれぞれは圧延方向で抜き型を作っておく。これにより、モータの鉄損が下がり、車両の燃費が改善する効果がある。
【００５９】
また、コアバック部２３８は、ばらばらには作らず一体の円環でつくり、直線状のティース２３７だけ、コイル巻線を施した後にはめ込む方法もある。この場合、図１４に示すように、絶縁用のボビン２３６は一体で成型し、ティース２３７にはめ込むことができるため、ボビンを分割する必要がなく、製作が簡単になり、製品の信頼性が向上する。
【００６０】
図１５（ａ）は、図３に記載の１６極２４スロットの集中巻モータの代わりに、８極１２スロットの断面構成を持つ回転電機の実施例である。以下で説明する事項以外は、上述した実施例と同様である。
【００６１】
この例は、固定子巻線として集中巻の固定子を使用した回転電機を示す。またＵ，Ｖ，Ｗの同一符号は対応する構成を示している。図１５にはＷ相の巻線のみ図示したが、これらのコイルは直列、あるいは並列に接続することで端子からみた電圧を調節することができる。
【００６２】
図１５（ａ）の実施形態では、回転子側は、永久磁石２５４や２５６の固定子側の表面を図示したようにギャップ面の半径よりも磁石表面の曲率円弧を小さくしている。回転軸の垂直面での断面の状態を見ると各磁石は、回転子２５０の周方向両端部において回転子２５０から固定子２３０方向に向く形状を持ち、固定子２３０側面が回転子２５０面より極率の大きい曲線形状を成して、磁石の周方向における中央部が最も固定子２３０に近くなる形状をしている。
【００６３】
この形状（以下かまぼこ型と記す）により、磁石の固定子２３０側表面の磁束密度を周方向に正弦波状になめらかに分布させることができる。この効果により、高調波成分が減り、コギングトルクを低減させ、誘起電圧の波形の高調波を少なくすることができる。このような、かまぼこ型の形状の永久磁石も、本実施例を用いれば簡単に作ることができる。
【００６４】
また、回転子２５０に磁石押さえ（図示しない）を設けても良い。磁石押さえにより、遠心力による永久磁石の飛散を防止する。この磁石押さえは、回転子鉄心２５２と一体でも良いし、後から回転子鉄心２５２に固定しても良い。また、磁石押さえを磁性体で構成すると、リラクタンストルクを活用したモータにすることもできる。リラクタンストルクは、分布巻のモータの方がよく利用できるため、固定子構造は分布巻とする方法もある。
【００６５】
ここで、本実施形態に用いられる永久磁石と、従来の回転電機に用いられていた焼結磁石及びボンド磁石との違いを以下に説明する。
【００６６】
焼結磁石は、その高エネルギー密度を活かして、モータを小型化できるので、電気自動車やハイブリッド車などに用いられている。しかしながら、焼結磁石は、その製法上、焼結工程での高温処理が不可欠なので、設備費用を含め、生産コストが高くなる。また、磁石材を高温に熱する焼結工程により、焼結工程前の形状・寸法に対し焼結工程後の形状・寸法が熱収縮等により変化してしまい、正確な寸法の部品を得るためには、焼結工程の後の成形工程で、寸法精度を得るために大幅な切削を含む成形作業が必要であった。これが磁石モータのコスト増を招いており、安価で制御性の良いモータを得る上での障害となっている。
【００６７】
また、ボンド磁石は、熱硬化性エポキシ樹脂と磁石材料とを混合し、この混合物を成型し製造する。つまり、エポキシ樹脂で磁石材料を接着した磁石である。エポキシ樹脂を結着剤として使用した磁石では、磁石材料とエポキシ樹脂との混合物を圧縮成型して磁石を製造している。このようなエポキシ樹脂で磁石材を接着するボンド磁石は、磁石材に対するエポキシ樹脂材の割合が多くなり、磁石にしめる磁石材料の割合が低下し、磁気特性が悪く、回転電機の特性が著しく低下する問題がある。このようなボンド磁石は、エネルギー密度が小さいため、大容量大トルク用途にはあまり用いられず、小型のファンモータなどに用いられている。
【００６８】
以上、説明したように焼結磁石でこのような形状にするためには、表面加工が必要となり、コストが上昇してしまう。実際には、焼結磁石は、１０００℃以上で焼結させるため、熱収縮による変形を補正する必要があり、後で加工することが不可欠である。また、有機物により結着されたボンド磁石では、結着材であるエポキシ樹脂を１５０℃以上の高温で使用することが困難であり、１５０℃を超える熱的環境で使用するニーズの多い自動車用の回転電機には耐久性の点で不向きであった。
【００６９】
図１５（ａ）に示すかまぼこ型磁石の実施形態を図５の実施形態に適用できる。図５に示す実施形態において、回転子２５０に保持された永久磁石２５４や２５６を図１５（ａ）に示すかまぼこ型形状の磁石に変えることができる。分布巻のモータでは固定子が発生する回転磁界を集中巻より滑らかにすることができる。これに加え永久磁石をかまぼこ型形状にして回転子鉄心外周に配置することで、磁石の固定子側面の磁束密度の変化を正弦波関数に近い状態にすることができ、これらの結果から回転電機のトルクリプルを低減させることができる。特に低速回転おいて、低脈動のトルクを発生できるので、車両の発進時の加速が滑らかとなり、運転者に車両の運転性に関し高級感を与えるのに適する。
【００７０】
このような永久磁石は、従来の焼結磁石タイプでは、熱処理後の変形のため、成形が必要であり、高価なものになっていた。しかし、本実施形態の永久磁石を用いた回転機の場合、プレス型でこの形状を作れば、プレス加工後の変形が少なくなり、磁石の後加工は必要ない。あるいは後加工が必要であっても、加工作業量が少なく、加工工程が簡単になる効果がある。
【００７１】
尚、本実施形態が適用される適用対象は８極や１６極に固定されるものではない。回転子２５０の極数は１０極や１２極などさらに多くの極であっても良い。また逆に少ない極数であっても良い。固定子巻線の巻回方式には分布巻と集中巻の方式がある。３相モータの場合、分布巻の固定子のスロット数は、極数の３ｎ（ｎは自然数）になる。また、集中巻の場合には、固定子のスロット数をＮ、極数をＰとすると、２／３＜＝Ｐ／Ｎ＜＝４／３の関係で、効率の良い３相モータになり、どの組合せに対しても適用できる。集中巻モータでは、１極を構成する固定子側のコイル数が少ないため、固定子が基本同期周波数以外の調波成分が大きい。特に基本同期周波数よりも低次の調波成分が多い。このため、回転子表面の永久磁石に流れる渦電流が多く、従来の焼結磁石を使ったモータでは、分割などの方策が不可欠であった。この原理や応用例については後述する。以下に説明するＳｉＯ系結着剤で磁性粉を決着した磁石では磁性粉間に絶縁材である結着剤が存在するため、永久磁石の内部抵抗が高抵抗なり渦電流がその分減少する。また表面に絶縁膜を形成した磁石粉を使用して決着することも可能である。このため従来の焼結型磁石に比べ、永久磁石の分割などの対策の必要性が少なく、対策が不要の場合は安価に回転電機を作ることができる。また従来対策しなかった回転電機に対して効率を向上でき、また磁石の発熱を減少できることで熱対策が容易となる。
【００７２】
ここで永久磁石２５４と２５６は磁石材料である希土類材料のネオジウム（Ｎｄ）の粉体をこのネオジウム（Ｎｄ）と前駆体が濡れ性の良い性質を備えている結着剤で結着した構造をしている。ここで濡れ性の優れた前駆体とは例えばＳｉＯ2 の前駆体であるアルコキシシロキサンまたはアルコキシシランである。ネオジウム（Ｎｄ）の粉体は板状の形状を為しており、高さ方向であるＺ軸方向の値に対しＸ軸やＹ軸方向の大きさが数倍以上である、厚みが薄い形状をしている。ネオジウム（Ｎｄ）粉体のＸ軸やＹ軸方向の大きさは大きい方が良く、例えば粉体のＸ軸またはＹ軸方向の大きさが４５μｍ以上の大きさの粉体を使用する方が残留特性を良くする。成形中にネオジウム（Ｎｄ）の粉体が割れるなどで細かくなり、小さい形状の粉体が混ざることはしかたないが、粉体の半分以上が４５μｍ以上の大きさ粉体であることが望ましく、さらには７割以上が４５μｍ以上の大きさの粉体であるとより好ましい結果が得られる。９割以上が４５μｍ以上の大きさの粉体であるとさらにより好ましい結果が得られる。なおネオジウム（Ｎｄ）にさらにディスプロシウム（Ｄｙ）を若干含んでいると特性が改善される。このディスプロシウム（Ｄｙ）を含むことにより、回転電機の温度が上昇しても良好な磁気特性が維持される。ディスプロシウム（Ｄｙ）の含有割合は数％程度で、多くても１０％以下である。バインダーで希土類磁石材料の粉体を結着した構造の磁石及び磁石の製造方法についての詳細は後述する。
【００７３】
図１５（ｂ）〜（ｆ）は、図１５（ａ）に代わる集中巻モータの固定子と回転子の極数とスロット数の例を挙げたものである。これに上げた構成の他に、電気的にこの組み合わせを繰り返して１周を構成する多極のモータも可能である。３相モータの場合、極数をｐ、ティース数をｔとしたｐ：ｔの比が、２：３系統では、１６：２４，１８：２７，２０：３０，２２：３３，２４：３６；１６：９となり、４：３系統では、１６：９，２０：１５，２４：１８となり、８：９系統では、１６：１８，２４：２７となり、１０：９系統では、２０：１８となり、その他の系統では、１６：１５，１６：２１，２０：２１，２２：１８，２２：２１，２２：２４などである。
【００７４】
固定子巻線が作る起磁力の調波成分を図１６から図１９に示す。棒グラフの横軸は、極対あたりの周方向の空間起磁力における次数を１次として、黒棒が同期次数、斜線棒が非同期次数を示す。図１６は、いわゆる分布巻であり、上は２極６スロットのモータの固定子が作る起磁力の高調波成分を示し、下は２極１２スロットのモータの固定子が作る起磁力の高調波成分を示す。図からわかるように、非同期成分は空間５次以上しか無いことが分かる。また、２極１２スロットモータの方が空間高調波は少ない。この高調波は磁石の渦電流の原因になっている。
【００７５】
一方、図１７は集中巻であり、上は８極９スロットのモータの固定子が作る起磁力の高調波成分を示し、下は１０極９スロットのモータの固定子が作る起磁力の高調波成分を示す。このように、集中巻は分布巻に比べて起磁力の非同期成分が大きい。特に、８極９スロットの場合には、５／４次の成分が大きく、１０極９スロットの場合には、４／５次の成分が大きい。回転子の磁極数が、固定子起磁力の空間次数と一致した場合だけ、モータにトルクが生じる。従って、１０極９スロットのモータの場合には、８極モータを回せる固定式磁力があるにもかかわらず、その成分は回転子と同期しないから、その分は回転子には非同期成分として働き、渦電流を生じさせる。これが磁石の温度上昇による減磁を引き起こす。
【００７６】
同様に図１８は集中巻であり、上は２極３スロット系列のモータの固定子が作る起磁力の高調波成分を示し、下は４極３スロット系列のモータの固定子が作る起磁力の高調波成分を示す。これは、図５の実施例に相当する。２極３スロット系列のモータは、１次よりも低次の非同期の調波は無いが、それでも分布巻に比べて、高調波が多いことが分かる。逆に４極３スロット系列のモータには、１／２次の大きな低次成分がある。
【００７７】
同様に図１９には集中巻であり、上は１０極１２スロットのモータの固定子が作る起磁力の高調波成分を示し、下は１４極２スロットモータのモータの固定子が作る起磁力の高調波成分を示す。これは、図１５のモータに相当する。この場合にも、非同期の大きな調波成分があることが分かる。
【００７８】
以上のなかで、特に注目すべきなのは、極数＞スロット数の関係になるにつれて、非同期の成分が大きくなることである。固定子が極を構成しようとする場合に、より多くのコイルで構成した方が、高調波が少なくなるということを意味する。従って、集中巻のモータは、スロット数が少ないため、渦電流が多く、特に極数＞スロット数の組み合わせに関しては、磁石の渦電流が流れやすいと言える。
【００７９】
このような集中巻モータは、薄型化と同時に多極化が可能な特徴がある。多極化は、モータの磁気回路の周方向の長さを節約できる特徴がある。このため、モータ内部に減速機構を入れ、エンジンルーム内のスペースを有効に使うことができる。図２０に、ロータ内部に遊星ギア２６０を組み込んだ構成を示す。
【００８０】
回転子の内周側には、駆動系部品を組み込むための空間を設ける半径方向に扁平なモータジェネレータの場合、永久磁石の極数は、１６極以上の多極が好ましいものである。
【００８１】
図２１を用いて、本実施例による回転電機を用いたハイブリッド自動車の駆動源の構成について説明する。図２１は、本発明の他の実施例によるモータジェネレータを用いたハイブリッド自動車の駆動源の構成を示すブロック図である。
【００８２】
回転電機は、固定子２３０と、固定子２３０の内周側に回転可能に保持された回転子２５０とから構成される。回転子２５０の内周側には、空間が設けられ、この空間内に、遊星ギア２６０からなる減速機と、クラッチ２６１が配置される。回転電機の駆動力は、遊星ギア２６０によって減速され、クラッチ２６１に伝達される。エンジン１２０及び回転電機の駆動力は、図１に示した動力分配機構１６０及び変速機１３０を介して、前輪１１０に伝達される。
【００８３】
このように、回転電機の内周側に、遊星ギア２６０やクラッチ２６１などの駆動系部品を組み込む場合、回転電機の回転子の内周側には、駆動系部品を組み込むための空間が必要となる。すなわち、半径方向に扁平なモータジェネレータの構造となる。そして、この空間に、遊星ギア２６０やクラッチ２６１を配置することでシステムとして小型化することができる。
【００８４】
このような構成の場合、固定子２３０の外径と回転子２５０の内径の半径方向の幅が小さくなる。特に、固定子のコアバック２３８や回転子の磁石内周側ヨークが薄くなる。このような形状を実現するため、回転電機の回転子２５０に用いる永久磁石の極数を多くすると効果的である。
【００８５】
ここで、図２２と図２３を用いて、２０極２４ティースの集中巻回転電機の場合と、１０極１２ティースの集中巻回転電機の場合の磁束線について説明する。図２２は、２０極２４ティースの集中巻回転電機の磁束線図である。図２３は、１０極１２ティースの集中巻回転電機の磁束線図である。
【００８６】
図２２と図２３を比較して分かるように、１０極の場合に比べて、２０極の場合の方が、固定子のコアバック厚さを小さくすることができ（Ａ１＜Ａ２）、また、回転子の磁石内周側のコアの径方向厚さを小さくすることができる（Ｂ１＜Ｂ２）。その結果、２０極の場合の回転子の内周の空間の半径Ｒ１は、１０極の場合の回転子の内周の空間の半径Ｒ２よりも大きくできる（Ｒ１＞Ｒ２）。これは、図２２と図２３に示すモータの磁束線から分かるように、多極モータの磁束は小さく回り込むためである。
【００８７】
さらに、極数が多いと固定子コアバックＡ１が薄い分だけ、回転子の半径を大きく取ることができるため（Ｄ１＞Ｄ２）、１０極よりも２０極の方が高トルク化できる。
【００８８】
また、図２２と図２３の回転子の構図から容易に分かるように、極数が多い方が磁石が分割されてブリッジの数が増えるため、遠心力に対する機械強度が上がる。換言すると、同じ磁束を発生させる場合、極数が多くなると、一つの磁石を小型化できるため、遠心力に対する機械強度が上がる。
【００８９】
また、２０極モータは１０極モータに比べて減磁しにくいため、磁石の厚さを減らすことができ、低コスト化できる。減磁しにくい理由を以下に述べる。固定子の作る磁界が磁石の着磁方向と正反対であり、その強さがある一定以上の値になると磁石は減磁する。磁石は減磁しないようにある程度の厚さを必要とする。２０極モータは１０極モータに比べて２倍のスロット数があるため、１スロット当たりの起磁力は約半分になるので、固定子の１個のティースに巻かれた巻線が作る磁界の強さも半分になる。従って、磁石はほぼ半分の厚さでも減磁耐力は等価になる。このようにして、磁石量を減らし、コストパフォーマンスに優れたモータにすることができる。
【００９０】
ただし、さらに極数を多くすると、固定子のコアバックは磁気回路的には薄くすることが可能だが、機械強度が持たないため、現実的にはあまり極数を多くしてもその効果を期待できない。極数の上限は、３０極程度である。
【００９１】
多極はこのようにギア内蔵には有利であるが、分布巻モータだとスロット数が増える。集中巻の場合には、一般的な組み合わせでは極数の１.５倍以上になることはない。しかし、分布巻だと３倍以上になる。スロット数が増えてスロット形状が細くなると、電工作業も難しく、スロット内のコイル密度が下がってしまい、小型化が困難である。従ってギア内蔵の多極モータの場合には集中巻の構造が適している。
【００９２】
モータを多極化することによる問題は、周波数が上がることによる磁石の渦電流発熱である。これに対して、本発明の磁石を用いれば、磁石を軸方向や周方向，厚さ方向に分割したり、スリットを設けるような手間をかけずに高抵抗化することができる。この粉末には無機物をコート剤として使用し、耐熱性を向上する。自動車用モータでは冷却を油で行う場合もあり、１５０度以上の温度になることもあるため、従来の有機物のコートでは耐熱性が足りないためである。あるいは、この無機物コート剤を鉄粉に施し、これを圧縮成型した圧粉磁芯を回転子やステータに使うことなどで対応できる。このように、圧粉の磁石や鉄心を用いることで、渦電流が減少し、鉄損を減らすことができ、高速回転が可能となる。
【００９３】
回転子の内周側には、駆動系部品を組み込むための空間を設ける半径方向に扁平なモータジェネレータの場合、永久磁石の極数は、１６極以上の多極が好ましいものである。
【００９４】
次に、本実施形態に係る磁石の製造プロセスの一例を図１に示す。工程１では、粉体状の磁石材料を生成する。詳細な生成方法については、以下の各実施例で説明する。
【００９５】
工程２では、前記粉体状の磁石材料を圧縮成形する。例えば回転機に使用する永久磁石を製造する場合は、この工程２で、回転機に使用する永久磁石の最終磁石形状に沿って圧縮成形することが可能である。以下に詳述する方法によれば、工程２で圧縮成形された磁石形状の寸法関係がその後の工程であまり変化しない。このため高い精度で磁石を製造することが可能である。永久磁石型回転機に要求される精度を達成できる可能性が高い。例えば、磁石内蔵型の回転機に使用される磁石に要求される磁石の制度を得ることが可能である。これに対し、従来の焼結磁石では、製造される磁石の寸法制度がたいへん悪く、磁石の切削加工が必要である。このことは作業性を悪くするだけでなく、切削加工により磁気特性が劣化する心配がある。
【００９６】
工程３では、圧縮成形された磁石成形体にＳｉＯ2の前駆体の溶液を含浸する。この前駆体は、圧縮成形された磁石成形体に対する濡れ性の良好な材料である。磁石成形体に対する濡れ性の良好な結着剤の溶液を含浸することで、磁石成形体を構成する磁石粉体の表面を前記結着剤が被い、結果として多数の粉体を良好につなぎ合わせる作用を為す。また良好な濡れ性の作用で結着剤の溶液が磁石成形体の細部に入り込むので、量的に少ない結着剤で良好な結着効果が得られる。また良好な濡れ性を利用しているので、エポキシ樹脂の使用に比べ設備が比較的シンプルで安価になる。
【００９７】
工程４は、前記体を熱処理することでＳｉＯ2を結着剤として磁石材料を結着した磁石を得ることができる。以下に詳述するように、工程４での処理温度は比較的低い温度であり、この熱処理で前記磁石成形体の形状や寸法が変化することがほとんど無く、最終的に製造された磁石の形状や寸法関係の精度がたいへん高い。
【００９８】
上記工程３で使用される、結着剤溶液中のＳｉＯ2の前駆体であるアルコキシシロキサン，アルコキシシランとしては化学式１，化学式２に示すような末端基及び側鎖にアルコキシ基を有する化合物が挙げられる。
【００９９】
【化１】
2009071910.tif 000003
【０１００】
【化２】
2009071910.tif 000004
【０１０１】
また、溶媒のアルコールにはアルコキシシロキサン，アルコキシシラン中のアルコキシ基と同じ骨格の化合物が好ましいがこれらに限られるものではない。具体的にはメタノール，エタノール，プロパノール，イソプロパノール等が挙げられる。また、加水分解及び脱水縮合用触媒としては酸触媒，塩基触媒，中性触媒のいずれでも良いが中性触媒が金属の腐食を最小限に抑えられるので最も好ましい。中性触媒としては、オルガノスズ触媒が効果的で、具体的にはビス（２−エチルヘキサノエート）スズ，ｎ−ブチルトリス（２−エチルヘキサノエート）スズ，ジ−ｎ−ブチルビス（２−エチルヘキサノエート）スズ，ジ−ｎ−ブチルビス（２，４−ペンタンジオネート）スズ，ジ−ｎ−ブチルジラウリルスズ，ジメチルジネオデカノエートスズ，ジオクチルジラリル酸スズ，ジオクチルジネオデカノエートスズ等が挙げられるがこれらに限られるものではない。また、酸触媒としては希塩酸，希硫酸，希硝酸，蟻酸，酢酸等が、塩基触媒としては水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，アンモニア水等が挙げられるがこれらに限られるものではない。
【０１０２】
結着剤溶液中のＳｉＯ2の前駆体であるアルコキシシロキサン，アルコキシシラン、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物総量の含有量は体積分率として５vol％以上かつ９６vol％が好ましい。アルコキシシロキサン，アルコキシシラン、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物総量の含有量が５vol％未満になると、磁石中の結着剤の含有率が低いため、硬化後の結着剤の材料としての強度がやや小さくなる。一方、アルコキシシロキサン，アルコキシシラン、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物総量の含有量が９６vol％以上になると、ＳｉＯ2の前駆体であるアルコキシシロキサン，アルコキシシランの高分子量化の反応が速いため、結着剤溶液の増粘速度も速くなる。これは結着剤溶液の適正粘度の制御がより困難であることを意味しており、この結着剤溶液を含浸法に用いることが先に説明した材料に比べ難しくなる。
【０１０３】
結着剤溶液中のＳｉＯ2の前駆体であるアルコキシシロキサン又はアルコキシシランと水とは、以下の化学式３，化学式４に示した加水分解反応が生じる。ここで化学反応式は加水分解が部分的に生じた時の反応式である。
【０１０４】
【化３】
2009071910.tif 000005
【０１０５】
【化４】
2009071910.tif 000006
【０１０６】
この際、水の添加量がアルコキシシロキサン又はアルコキシシランの加水分解反応の進行度を支配する因子の一つとなる。この加水分解反応は硬化後の結着剤の機械的強度が大きくするためには重要である。アルコキシシロキサン又はアルコキシシランの加水分解反応が発生していないと、その次に起こるアルコキシシロキサン又はアルコキシシランの加水分解反応物同士の脱水縮合反応が進行しないからである。この脱水縮合反応生成物がＳｉＯ2であり、このＳｉＯ2が磁粉との接着性が高く、結着剤の機械的強度を大きくする重要な材料となるからである。更に、シラノールのＯＨ基が磁粉表面のＯ原子又はＯＨ基と相互作用が強く高接着化に寄与するからである。しかしながら、加水分解反応が進みシラノール基の濃度が高くなるとシラノール基を含む有機ケイ素化合物（アルコキシシロキサン又はアルコキシシランの加水分解生成物）同士の脱水縮合反応が進行し、有機ケイ素化合物の分子量が大きくなり、結着剤溶液の粘度は高くなる。これは含浸法に用いる結着剤溶液としては適正な状態ではない。従って、結着剤溶液中のＳｉＯ2の前駆体であるアルコキシシロキサン又はアルコキシシランに対する適正な水の添加量が必要となる。ここで、絶縁層形成処理液中の水の添加量として、化学反応式１，２に示した加水分解反応における反応当量の１／１０〜１が好ましい。水の添加量が化学反応式１，２に示した加水分解反応における反応当量の１／１０以下では、有機ケイ素化合物のシラノール基の濃度が低いため、シラノール基を含む有機ケイ素化合物と磁粉表面との相互作用が低く、また、脱水縮合反応が生じにくいため生成物中にアルコキシ基が多量に残存したＳｉＯ2が生成するため、ＳｉＯ2中に欠陥部が多数発生し、強度の低いＳｉＯ2が生じる。一方、水の添加量が化学反応式１，２に示した加水分解反応における反応当量の１より大きくなると、シラノール基を含む有機ケイ素化合物は脱水縮合が発生し易くなり、結着剤溶液が増粘するため、磁粉と磁粉の隙間に結着剤溶液は浸透できなくなり含浸法に用いる結着剤溶液としては適正な状態ではない。結着剤溶液中の溶媒には通常アルコールを用いる。それは結着剤溶液に用いる溶媒にはアルコキシシロキサン中のアルコキシ基は解離反応が速く、溶媒のアルコールと置換し平衡状態にあるからである。そのため溶媒のアルコールには沸点が水より低く粘度の低いメタノール，エタノール，ｎ−プロパノール，ｉｓｏ−プロパノールが好ましい。しかし、化学的には溶液の安定性が若干低下するものの、結着剤溶液の粘度が数時間で増加しなく、かつ、沸点が水より低い溶媒であれば本発明に用いることが可能で、アセトン等のケトン類などの水溶性溶媒であれば適用できる。
【０１０７】
次に、本発明に係る磁石製造プロセスの他の例を図２に示す。ここでは、粉体状の磁石材料を生成後、圧縮成形前に絶縁処理を施す工程が加わる点が、上記で説明した図１と異なる。
【０１０８】
この絶縁処理工程では、磁粉表面のできるだけ全面にさらにできるだけ均一に絶縁層を作ることが望ましく、具体的な処理方法は後述する。磁石が回転機など、いろいろな機器に使用される場合、交流磁場で使用される場合が多い。例えば回転機では、巻線により作られ磁石に作用する磁束が周期的に変化する。このように磁束が変化する場合、磁石に渦電流が発生し使用される機器の効率が低下する恐れがある。磁粉表面を絶縁層で被うことによりこの渦電流を抑え、回転機の効率低下を抑えることができる。
【０１０９】
磁石の使用用途として高調波を含む高周波磁界が磁石に対して印加される条件下では、希土類磁石粉体表面に無機絶縁膜を形成されていることが好ましい。このような理由で希土類磁石粉体表面に無機絶縁膜を形成し、無機絶縁膜としてリン酸塩化成処理膜を適用するのが良い。リン酸塩化成処理液にリン酸，マグネシウム，ほう酸を用いた場合、以下のような組成が良い。リン酸量は１〜１６３ｇ／ｄｍ3が望ましく、１６３ｇ／ｄｍ3より大きいと磁束密度の低下を招き、１ｇ／ｄｍ3より小さいと絶縁性が悪くなる。また、ほう酸量はリン酸１ｇに対して０.０５〜０.４ｇが望ましくこの範囲を超えると絶縁層の安定性が悪くなる。磁粉表面の全面に絶縁層を均一に形成するためには、絶縁層形成処理液の磁粉に対する濡れ性を向上させることが有効である。これには界面活性剤の添加が望ましい。こうした界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキル系，アルキルベンゼンスルホン酸系，両性イオン系、またはポリエーテル系の界面活性剤が挙げられ、その添加量は、絶縁層形成処理液中に０.０１〜１重量％含有させることが望ましく、０.０１重量％未満では表面張力を下げて磁粉表面を濡れさせる効果が不十分であり、１重量％を超えてもそれ以上の効果は望めず不経済である。
【０１１０】
また、防錆剤の量は０.０１〜０.５mol／ｄｍ3が望ましく、０.０１mol／ｄｍ3未満では磁粉表面の錆の抑制が難しく、０.５mol／ｄｍ3より多くしても以上の効果は望めず経済的でない。
【０１１１】
リン酸塩化成処理液の添加量は、希土類磁石用磁粉の平均粒径に依存する。希土類磁石用磁粉の平均粒径が０.１〜５００μｍの場合、希土類磁石用磁粉１kgに対して３００〜２５ｍｌが望ましい。３００ｍｌより多いと磁粉表面の絶縁膜が厚くなりすぎ、また、錆が発生し易くなるために磁石作製時の磁束密度の低下を招き、２５ｍｌより少ないと絶縁性が悪く、処理液の濡れない部分で錆の発生量が多くなり、磁石の特性劣化を引き起こす恐れがある。
【０１１２】
コート膜形成処理液中の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物がアルコールを主成分とした溶媒に膨潤させるのは、希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物ゲルがゼラチン状の柔軟な構造を有することと、アルコールが希土類磁石用磁粉に対して優れた濡れ性を有するからである。また、ゲル状態の該希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物の平均粒径が１０μｍ以下のレベルまで粉砕する必要があるのは、希土類磁石用磁粉表面に形成されたコート膜が均一厚になり易いからである。更に、アルコールを主成分とした溶媒にすることにより、非常に酸化され易い希土類磁石用磁粉の酸化の抑制が可能となる。
【０１１３】
更に、磁粉の絶縁性並びに磁気特性の向上を図ることを目的とした無機絶縁膜としてはフッ化物コート膜が望ましい。このような理由で希土類磁石粉体表面にフッ化物コート膜を形成する場合、フッ化物コート膜形成処理液中の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物の濃度に関しては希土類磁石用磁粉表面に形成する膜厚に依存するが、希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物がアルコールを主成分とした溶媒に膨潤されており、ゲル状態の該希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物の平均粒径が１０μｍ以下のレベルまで粉砕され、かつアルコールを主成分とした溶媒に分散された状態を保つことが重要で、希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物の濃度として２００ｇ／ｄｍ3から１ｇ／ｄｍ3となる。
【０１１４】
希土類フッ化物コート膜形成処理液の添加量は、希土類磁石用磁粉の平均粒径に依存する。希土類磁石用磁粉の平均粒径が０.１〜５００μｍの場合、希土類磁石用磁粉１kgに対して３００〜１０ｍｌが望ましい。これは処理液量が多いと溶媒の除去に時間を要するだけでなく、希土類磁石用磁粉が腐食し易くなるためである。一方、処理液量が少ないと希土類磁石用磁粉表面に処理液の濡れない部分が生じるためである。以上の事項に関し、表１には希土類フッ化物，アルカリ土類金属フッ化物コート膜について、処理液として有効な濃度等を纏めている。
【０１１５】
【表１】
2009071910.tif 000007
【０１１６】
以上、図１，図２を用いて本発明に係る磁石製造プロセスの例を述べたが、具体的な実施例については以下に説明していく。
【実施例１】
【０１１７】
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、組成を調整した母合金を急冷することにより作製したＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。ＮｄＦｅＢ系母合金は鉄，Ｆｅ−Ｂ合金（フェロボロン）にＮｄを混合して真空あるいは不活性ガス中または還元ガス雰囲気中で溶解し組成を均一化しされている。必要に応じて切断した母合金を単ロールや双ロール法などのロールを用いた手法で、回転するロールの表面に溶解させた母合金をアルゴンガスなどの不活性ガスあるいは還元ガス雰囲気で噴射急冷し薄帯とした後、不活性ガス中あるいは還元性ガス雰囲気中で熱処理する。熱処理温度は２００℃以上７００℃以下でありこの熱処理によりＮｄ2Ｆｅ14Ｂの微結晶が成長する。薄帯は１０〜１００μｍの厚さでありＮｄ2Ｆｅ14Ｂの微結晶の大きさは１０から１００ｎｍである。
【０１１８】
Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの微結晶が平均３０ｎｍの大きさの場合、粒界層はＮｄ70Ｆｅ30に近い組成であり、単磁区臨界粒径よりも薄いためにＮｄ2Ｆｅ14Ｂの微結晶内に磁壁が形成されにくい。Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ微結晶の磁化はそれぞれの微結晶で磁気的に結合しており磁化の反転は磁壁の伝搬によって起こっていると推定されている。磁化反転を抑制するためのひとつの手法として薄帯を粉砕した磁粉同士の磁気的結合をしやすくすることが挙げられる。そのために、磁粉間の非磁性部をできるだけ薄くすることが有効となり、粉砕粉はＣｏを添加したＷＣ製超硬金型内に挿入後上下パンチでプレス圧力５ｔ−２０ｔ／cm2で圧縮成形しプレス方向に垂直な方向で磁粉間の非磁性部が少ない。これは磁粉が薄帯を粉砕した扁平粉であるために、圧縮成形した成形体で扁平粉の配列に異方性が生じ、プレス方向に垂直方向に扁平粉の長軸（薄帯の厚さ方向と垂直な方向に平行）方向がそろうことによる。扁平粉の長軸方向がプレス方向の垂直方向に向きやすくなる結果、成形体においてプレス方向の垂直方向は、プレス方向よりも磁化が連続しておりそれぞれの粉においてパーミアンスが大きくなるため、磁化反転し難くなる。このため成形体のプレス方向とプレス方向に垂直な方向では減磁曲線に差が生じてくる。１０×１０×１０mmの成形体において、プレス方向に垂直方向に２０ｋＯｅで着磁し減磁曲線を測定すると残留磁束密度（Ｂｒ）は０.６４Ｔ、保磁力（ｉＨｃ）は１２.１ｋＯｅであるのに対し、プレス方向に平行方向で２０ｋＯｅの磁界で着磁後、着磁方向で減磁曲線を測定するとＢｒ０.６０Ｔ，ｉＨｃ１１.８ｋＯｅであった。このような減磁曲線の差は成形体に使用している磁粉に扁平粉を用いており、その扁平粉の向きが成形体内で異方性を有しているために生じているものと考えられる。
【０１１９】
このような減磁曲線の差は成形体に使用している磁粉に扁平粉を用いており、その扁平粉の向きが成形体内で異方性を有しているために生じているものと考えられる。個々の扁平粉の結晶粒は１０−１００ｎｍと小さく、その結晶方位の異方性は少ないが、扁平粉の形状が異方性をもつため、扁平粉の配列方向に異方性がある場合には磁気的にも異方性が生じることになる。このような成形体の試験片に下記１）〜３）のＳｉＯ2前駆体溶液を含浸し熱処理した。実施した工程を以下に説明する。
【０１２０】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体には以下の３つの溶液を用いた。
１）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を５ｍｌ，水０.９６ｍｌ，脱水メチルアルコール９５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
２）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水４.８ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
３）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を１００ｍｌ，水３.８４ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、４時間２５℃の温度で放置した。
【０１２１】
１）〜３）のＳｉＯ2前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて３０℃の温度で測定した。
（１）上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である１）〜３）のＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０１２２】
図３に前記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片の断面部のＳＥＭ観察結果の一例を示す。図３（ａ）が二次電子像、（ｂ）が酸素面分析像、（ｃ）は珪素面分析像である。（ａ）に示すように扁平粉が異方性をもって堆積しており部分的にクラックが発生している。また、扁平粉の表面及び扁平粉内部のクラックに沿って酸素及び珪素が検出されている。このクラックは圧縮成形時に発生したものであり、含浸処理前は空洞になっている。このことから、ＳｉＯ2前駆体溶液は磁粉中のクラック内部まで含浸されていることが分かった。
【０１２３】
（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に２００℃１時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は含浸処理を施した場合１％未満であるのに対し、エポキシ系ボンド磁石（比較例１）場合３％近い値であった。これは含浸処理によりクラックを含む粉末表面がＳｉＯ2により保護されるため酸化等の腐食が抑制され、不可逆熱減磁率が低減されたからである。即ち、ＳｉＯ2前駆体による含浸処理によりクラックを含む粉末表面が保護されるため酸化等の腐食が抑制され、不可逆熱減磁率が低減される。不可逆熱減磁の抑制だけでなく、ＰＣＴ試験や塩水噴霧試験でも含浸処理磁石の方が減磁の少ない結果が得られている。
【０１２４】
更に（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片について大気中で２２５℃に１時間保持し冷却後２０℃で減磁曲線を測定した。磁界印加方向は１０mm方向であり、最初に＋２０ｋＯｅの磁界で着磁後±１ｋＯｅから±１０ｋＯｅの磁界でプラスマイナス交互に磁界を印加して減磁曲線を測定した。
【０１２５】
その結果を図４に示す。ここでは、上記２）の条件で含浸処理した磁石と、後述する、エポキシ樹脂をバインダーとして１５vol％含有した圧縮成形ボンド磁石と、の減磁曲線を比較している。図４の横軸は印加した磁界、縦軸は残留磁束密度を示す。含浸処理した磁石は磁界が−８ｋＯｅよりも負側に大きな磁界が印加されると磁束が急激に低下する。圧縮成形ボンド磁石は含浸処理した磁石よりもさらに磁界の絶対値が小さい値で磁束が急激に低下し、−５ｋＯｅよりも負側の磁界で磁束の低下が著しい。−１０ｋＯｅの磁界印加後の残留磁束密度は、含浸処理磁石の場合０.４４、圧縮成形ボンド磁石では０.１１Ｔであり含浸処理磁石の残留磁束密度は圧縮成形ボンド磁石の値の４倍となっている。これは圧縮成形ボンド磁石が２２５℃で加熱中に各ＮｄＦｅＢ粉の表面やＮｄＦｅＢ粉のクラック表面が酸化することで各ＮｄＦｅＢ粉を構成しているＮｄＦｅＢ結晶の磁気異方性が低下し、その結果保磁力が減少し負の磁界印加により磁化が反転し易くなったためと考えられる。これに対し、含浸処理磁石ではＮｄＦｅＢ粉及びクラック表面がＳｉＯ2膜で被覆されているため大気中加熱時の酸化が防止された結果、保磁力の減少が少ないものと考えられる。
【０１２６】
（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は３０ＭＰａ以上、本実施例中の２），３）のＳｉＯ2前駆体溶液を用いたときは１００ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０１２７】
尚、磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約１０倍の値を有したが、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して約１／１０の値となった。しかし、１００００回転以下の通常のモータとして使用する限りにおいては、渦電流損の発生は小さいため問題は無い。
【０１２８】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は２０〜３０％、曲げ強度は同等〜３倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
【０１２９】
尚、本実施例と後述の（実施例２）〜（実施例５）について、結着剤１）〜３）を用いた場合の磁石特性を、表２にまとめている。
【０１３０】
【表２】
2009071910.tif 000008
【実施例２】
【０１３１】
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０１３２】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体には以下の３つの溶液を用いた。
１）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水０.９６ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
２）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水４.８ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
３）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を１００ｍｌ，水９.６ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
【０１３３】
１）〜３）のＳｉＯ2前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて３０℃の温度で測定した。
（１）上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である１）〜３）のＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０１３４】
（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も２００℃大気中１時間保持後、ＳｉＯ2含浸熱処理後で１％以下でありＳｉＯ2含浸無しの場合の３％近い値よりも小さい。これはＳｉＯ2が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
【０１３５】
（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は７０ＭＰａ以上、本実施例中の２），３）のＳｉＯ2前駆体溶液を用いたときは１００ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０１３６】
尚、磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約１０倍の値を有したが、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して約１／１０の値となった。渦電流損がやや増加するが、使用を妨げるほどの障害とはならない。
【０１３７】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は２０〜３０％、曲げ強度は２〜３倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
【実施例３】
【０１３８】
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０１３９】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体には以下の３つの溶液を用いた。
１）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)−ＣＨ3−ＣＨ3を２５ｍｌ，水５.９ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
２）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水４.８ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
３）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは６〜８、平均は７）を２５ｍｌ，水４.６ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
【０１４０】
１）〜３）のＳｉＯ2前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて３０℃の温度で測定した。
（１）上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である１）〜３）のＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０１４１】
（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も２００℃大気中１時間保持後、ＳｉＯ2含浸熱処理後で１％以下でありＳｉＯ2含浸無しの場合の３％近い値よりも小さい。これはＳｉＯ2が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
【０１４２】
（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は１００ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０１４３】
尚、磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約１０倍の値を有したが、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して約１／１０の値となった。しかし、この抵抗値の減少はそれほど大きな問題ではない。例えばモータとして使用する場合、渦電流損はやや増加するが使用を妨げるほどの問題とはならない。
【０１４４】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は２０〜３０％、曲げ強度は２〜３倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
【実施例４】
【０１４５】
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０１４６】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体には以下の３つの溶液を用いた。
１）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)−ＣＨ3を２５ｍｌ，水５.９ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
２）Ｃ2Ｈ5Ｏ−(Ｓｉ(Ｃ2Ｈ5Ｏ)2−Ｏ)−ＣＨ3を２５ｍｌ，水４.３ｍｌ，脱水エチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、３昼夜２５℃の温度で放置した。
３）ｎ−Ｃ3Ｈ7Ｏ−(Ｓｉ(Ｃ2Ｈ5Ｏ)2−Ｏ)−ｎ−Ｃ3Ｈ7を２５ｍｌ，水３.４ｍｌ，脱水ｉｓｏ−プロピルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、６昼夜２５℃の温度で放置した。
【０１４７】
１）〜３）のＳｉＯ2前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて３０℃の温度で測定した。
（１）上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である１）〜３）のＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０１４８】
（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も２００℃大気中１時間保持後、ＳｉＯ2含浸熱処理後で１％以下でありＳｉＯ2含浸無しの場合の３％近い値よりも小さい。これはＳｉＯ2が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
【０１４９】
（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は８０ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０１５０】
尚、磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約１０倍の値を有したが、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して約１／１０の値となった。渦電流損の発生がやや増加するが、この程度の抵抗値の減少は問題ではない。
【０１５１】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は２０〜３０％、曲げ強度は約２倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
【実施例５】
【０１５２】
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０１５３】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体には以下の３つの溶液を用いた。
１）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水９.６ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、１昼夜２５℃の温度で放置した。
２）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水９.６ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
３）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を１００ｍｌ，水９.６ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、４昼夜２５℃の温度で放置した。
【０１５４】
１）〜３）のＳｉＯ2前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて３０℃の温度で測定した。
（１）上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である１）〜３）のＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０１５５】
上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も２００℃大気中１時間保持後、ＳｉＯ2含浸熱処理後で１％以下でありＳｉＯ2含浸無しの場合の３％近い値よりも小さい。これはＳｉＯ2が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
【０１５６】
上記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は１３０ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０１５７】
尚、磁石の比抵抗については焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約１０倍の値を有したが、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較して約１／１０の値となった。渦電流損の発生がやや増加するが、この程度の抵抗値の減少は問題ではない。
【０１５８】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は２０〜３０％、曲げ強度は３〜４倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
【実施例６】
【０１５９】
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０１６０】
希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。（１）水に溶解度の高い塩、例えばＬａの場合は酢酸Ｌａ、または硝酸Ｌａ４ｇを１００ｍＬの水に導入し、振とう器または超音波攪拌器を用いて完全に溶解した。（２）１０％に希釈したフッ化水素酸をＬａＦ3が生成する化学反応の当量分を徐々に加えた。（３）ゲル状沈殿のＬａＦ3が生成した溶液に対して超音波攪拌器を用いて１時間以上攪拌した。（４）４０００〜６０００r.p.mの回転数で遠心分離した後、上澄み液を取り除きほぼ同量のメタノールを加えた。（５）ゲル状のＬａＦ3を含むメタノール溶液を攪拌して完全に懸濁液にした後、超音波攪拌器を用いて１時間以上攪拌した。（６）（４）と（５）の操作を酢酸イオン、又は硝酸イオン等の陰イオンが検出されなくなるまで、３〜１０回繰り返した。（７）最終的にＬａＦ3の場合、ほぼ透明なゾル状のＬａＦ3となった。処理液としてはＬａＦ3が１ｇ／５ｍＬのメタノール溶液を用いた。
【０１６１】
その他の使用した希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を形成処理液について、表３に纏めた。
【０１６２】
【表３】
2009071910.tif 000009
【０１６３】
希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
【０１６４】
ＮｄＦ3コート膜形成プロセスの場合：ＮｄＦ3濃度１ｇ／１０ｍＬ半透明ゾル状溶液（１）ＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉１００ｇに対して１５ｍＬのＮｄＦ3コート膜形成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。（２）（１）のＮｄＦ3コート膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を２〜５torrの減圧下で溶媒のメタノール除去を行った。（３）（２）の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ボートに移し、１×１０-5torrの減圧下で２００℃，３０分と４００℃，３０分の熱処理を行った。（４）（３）で熱処理した磁粉に対して、蓋付きマコール製（理研電子社製）容器に移したのち、１×１０-5torrの減圧下で、７００℃，３０分の熱処理を行った。
【０１６５】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体にはＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水４.８ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した溶液を用いた。
（１）上記希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を施したＮｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）上記（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、２昼夜２５℃の温度で放置した結着剤であるＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）上記（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）上記（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０１６６】
上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も２００℃大気中１時間保持後、ＳｉＯ2含浸熱処理後で１％以下でありＳｉＯ2含浸無しの場合の３％近い値よりも小さい。これはＳｉＯ2が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
【０１６７】
本実施例の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を形成した希土類磁粉を用いた磁石は後述する絶縁膜として機能するだけでなく、ＴｂＦ3とＤｙＦ3を、又効果は小さいがＰｒＦ3をコート膜形成に用いた場合、磁石の保磁力向上に寄与可能であることが分かった。
【０１６８】
上記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は５０ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０１６９】
更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約１００倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って渦電流損が小さく、良好な特性を有する。
【０１７０】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は約２０％、曲げ強度は同等〜３倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能、その上ＴｂＦ3とＤｙＦ3とをコート膜形成に用いた時は磁気特性大幅向上が可能であることが分かった。
【実施例７】
【０１７１】
本実施例において、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０１７２】
希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
【０１７３】
ＰｒＦ3コート膜形成プロセスの場合：ＰｒＦ3濃度０.１ｇ／１０ｍＬ半透明ゾル状溶液を用いた。（１）ＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉１００ｇに対して１〜３０ｍＬのＰｒＦ3コート膜形成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。（２）上記（１）のＰｒＦ3コート膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を２〜５torrの減圧下で溶媒のメタノール除去を行った。（３）上記（２）の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ボートに移し、１×１０-5torrの減圧下で２００℃，３０分と４００℃，３０分の熱処理を行った。（４）上記（３）で熱処理した磁粉に対して、蓋付きマコール製（理研電子社製）容器に移したのち、１×１０-5torrの減圧下で、７００℃，３０分の熱処理を行った。
【０１７４】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体にはＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水４.８ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した溶液を用いた。
（１）上記ＰｒＦ3コート膜を施したＮｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）上記（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、２昼夜２５℃の温度で放置した結着剤であるＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）上記（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）上記（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０１７５】
上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も２００℃大気中１時間保持後、ＳｉＯ2含浸熱処理後で１％以下でありＳｉＯ2含浸無しの場合の３％近い値よりも小さい。これはＳｉＯ2が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
【０１７６】
本実施例のＰｒＦ3コート膜を形成した希土類磁粉を用いた磁石は後述する絶縁膜として機能するだけでなく、効果は小さいが磁石の保磁力向上に寄与可能であることが分かった。
【０１７７】
上記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は１００ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０１７８】
更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約１００倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って渦電流損の発生は小さく、良好な特性を有する。
【０１７９】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は約２０％、曲げ強度は２〜３倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能、その上ＰｒＦ3をコート膜形成に用いた時は磁気特性向上が可能であることが分かった。ＰｒＦ3をコート膜形成した希土類磁粉を用いた磁石は磁気特性，曲げ強度，信頼性が全体的に向上しておりバランスの取れた磁石であることが分かった。
【実施例８】
【０１８０】
本実施例において、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０１８１】
希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
【０１８２】
ＤｙＦ3コート膜形成プロセスの場合：ＤｙＦ3濃度２〜０.０１ｇ／１０ｍＬ半透明ゾル状溶液を用いた。（１）ＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉１００ｇに対して１０ｍＬのＤｙＦ3コート膜形成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。（２）上記（１）のＤｙＦ3コート膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を２〜５torrの減圧下で溶媒のメタノール除去を行った。（３）上記（２）の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ボートに移し、１×１０-5torrの減圧下で２００℃，３０分と４００℃，３０分の熱処理を行った。（４）上記（３）で熱処理した磁粉に対して、蓋付きマコール製（理研電子社製）容器に移したのち、１×１０-5torrの減圧下で、７００℃，３０分の熱処理を行った。
【０１８３】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体にはＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水４.８ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した溶液を用いた。
（１）上記ＤｙＦ3コート膜を施したＮｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）上記（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、２昼夜２５℃の温度で放置した結着剤であるＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）上記（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）上記（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０１８４】
上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も２００℃大気中１時間保持後、ＳｉＯ2含浸熱処理後で１％以下でありＳｉＯ2含浸無しの場合の３％近い値よりも小さい。これはＳｉＯ2が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
【０１８５】
本実施例のＤｙＦ3コート膜を形成した希土類磁粉を用いた磁石は後述する絶縁膜として機能するだけでなく、磁石の保磁力向上に寄与可能であることが分かった。
【０１８６】
上記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は４０ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０１８７】
更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本磁石は約１００倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って、渦電流損が小さく、良好な特性を有する。
【０１８８】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は約２０％、曲げ強度は同等〜３倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能、その上ＴｂＦ3とＤｙＦ3とをコート膜形成に用いた時は磁気特性大幅向上が可能であることが分かった。
【実施例９】
【０１８９】
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０１９０】
リン酸塩化成処理膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。
【０１９１】
水１Ｌにリン酸２０ｇ，ほう酸４ｇ，金属酸化物としてＭｇＯ，ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＣａＯまたはＢａＯの４ｇを溶解し、界面活性剤としてＥＦ−１０４（トーケムプロダクツ製），ＥＦ−１２２（トーケムプロダクツ製），ＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ製）を０.１ｗｔ％になるように加えた。防錆剤としてはベンゾトリアゾール（ＢＴ），イミダゾール（ＩＺ），ベンゾイミダゾール（ＢＩ），チオ尿素（ＴＵ），２−メルカプトベンゾイミダゾール（ＭＩ），オクチルアミン（ＯＡ），トリエタノールアミン（ＴＡ），ｏ−トルイジン（ＴＬ），インドール（ＩＤ），２−メチルピロール（ＭＰ）を０.０４mol／Ｌになるように加えた。
【０１９２】
リン酸塩化成処理膜を上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。使用したリン酸塩化成処理液の組成を表４に示す。
【０１９３】
【表４】
2009071910.tif 000010
【０１９４】
（１）ＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉１００ｇに対して５ｍＬのリン酸塩化成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。（２）（１）のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を１８０℃，３０分，２〜５torrの減圧下で熱処理を行った。
【０１９５】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体にはＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水４.８ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した溶液を用いた。
（１）上記リン酸塩化成膜形成処理を施したＮｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）上記（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、２昼夜２５℃の温度で放置した結着剤であるＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）上記（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）上記（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０１９６】
（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も２００℃大気中１時間保持後、ＳｉＯ2含浸熱処理後で１％以下でありＳｉＯ2含浸無しの場合の３％近い値よりも小さい。これはＳｉＯ2が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
【０１９７】
上記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は１００ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０１９８】
更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約１００倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。
【０１９９】
従って、渦電流損が小さく、良好な特性を有する。
【０２００】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は２０〜３０％、曲げ強度は約３倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
【実施例１０】
【０２０１】
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０２０２】
リン酸塩化成処理膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。
【０２０３】
水１Ｌにリン酸２０ｇ，ほう酸４ｇ，金属酸化物としてＭｇＯ４ｇを溶解し、界面活性剤としてＥＦ−１０４（トーケムプロダクツ製）を０.１ｗｔ％になるように加えた。防錆剤としてはベンゾトリアゾール（ＢＴ）を用い、その濃度として０.０１〜０.５mol／Ｌになるように加えた。
【０２０４】
リン酸塩化成処理膜を上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。（１）ＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉１００ｇに対して５ｍＬのリン酸塩化成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。（２）上記（１）のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を１８０℃，３０分，２〜５torrの減圧下で熱処理を行った。
【０２０５】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体にはＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水４.８ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した溶液を用いた。
（１）上記リン酸塩化成膜形成処理を施したＮｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）上記（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、２昼夜２５℃の温度で放置した結着剤であるＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）上記（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）上記（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０２０６】
上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も２００℃大気中１時間保持後、ＳｉＯ2含浸熱処理後で１％以下でありＳｉＯ2含浸無しの場合の３％近い値よりも小さい。これはＳｉＯ2が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
【０２０７】
上記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は１００ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０２０８】
更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約１００倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って、渦電流損が小さく、良好な特性を有する。
【０２０９】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は２０〜３０％、曲げ強度は約３倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
【実施例１１】
【０２１０】
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０２１１】
リン酸塩化成処理膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。
【０２１２】
水１Ｌにリン酸２０ｇ，ほう酸４ｇ，金属酸化物としてＭｇＯ４ｇを溶解し、防錆剤としてベンゾトリアゾール（ＢＴ）を０.０４mol／Ｌになるように加えた。界面活性剤としてＥＦ−１０４（トーケムプロダクツ製）を用い、その濃度として０.０１〜１ｗｔ％になるように加えた。
【０２１３】
リン酸塩化成処理膜を上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。（１）ＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉１００ｇに対してのリン酸塩化成処理液５ｍＬを添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。（２）（１）のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を１８０℃，３０分，２〜５torrの減圧下で熱処理を行った。
【０２１４】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体にはＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水４.８ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した溶液を用いた。
（１）上記リン酸塩化成膜形成処理を施したＮｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）上記（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、２昼夜２５℃の温度で放置した結着剤であるＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）上記（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）上記圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）上記（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０２１５】
（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も２００℃大気中１時間保持後、ＳｉＯ2含浸熱処理後で１％以下でありＳｉＯ2含浸無しの場合の３％近い値よりも小さい。これはＳｉＯ2が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
【０２１６】
上記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は９０ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０２１７】
更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約１００倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って、渦電流損が小さく、良好な特性を有する。
【０２１８】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は２０〜３０％、曲げ強度は約３倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
【実施例１２】
【０２１９】
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０２２０】
リン酸塩化成処理膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。
【０２２１】
水１Ｌにリン酸２０ｇ，ほう酸４ｇ、金属酸化物としてＭｇＯ４ｇを溶解し、界面活性剤としてＥＦ−１０４（トーケムプロダクツ製）を０.１ｗｔ％、防錆剤としてベンゾトリアゾール（ＢＴ）を０.０４mol／Ｌになるように加えた。
【０２２２】
リン酸塩化成処理膜を上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
（１）ＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉１００ｇに対して２.５〜３０ｍＬのリン酸塩化成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。
（２）（１）のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を１８０℃，３０分，２〜５torrの減圧下で熱処理を行った。
【０２２３】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体にはＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水４.８ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した溶液を用いた。
（１）上記リン酸塩化成膜形成処理を施したＮｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）上記（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、２昼夜２５℃の温度で放置した結着剤であるＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）上記（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）上記（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０２２４】
上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に、不可逆熱減磁率も２００℃大気中１時間保持後、ＳｉＯ2含浸熱処理後で１％以下でありＳｉＯ2含浸無しの場合の３％近い値よりも小さい。これはＳｉＯ2が磁粉の酸化による劣化を抑制しているためである。
【０２２５】
上記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は１００ＭＰａ以上の曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０２２６】
更に、磁石の比抵抗についても焼結型の希土類磁石に比べて、本発明の磁石は約１００倍以上の値を有し、圧縮型の希土類ボンド磁石と比較しても同等の値となった。従って、渦電流損が小さく、良好な特性を有する。
【０２２７】
本実施例の結果から、本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石は通常の樹脂含有希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性は２０〜３０％、曲げ強度は約３倍、更に不可逆熱減磁率は半分以下に減少させること及び磁石の高信頼化が可能であることが分かった。
【０２２８】
（比較例１）
本比較例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
（１）上記希土類磁石用磁粉と１００μｍ以下のサイズの固形エポキシ樹脂（ソマール社製ＥＰＸ６１３６）を体積で０から２０％になるようにＶミキサーを用いて混合した。
（２）前記（１）で作製した希土類磁石用磁粉と樹脂とのコンパウンドを金型中に装填し、不活性ガス雰囲気中で、成形圧１６ｔ／cm2の条件で８０℃の加熱圧縮成形した。作製した磁石は磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmのサイズを、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmのサイズである。
（３）前記（２）で作製したボンド磁石の樹脂硬化を窒素ガス中で１７０℃，１時間の条件で行った。
（４）前記（３）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（５）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（６）前記（３）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０２２９】
前記（４）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性を調べた。その結果、磁石中のエポキシ樹脂含有率が高くなるに従い、磁石の残留磁束密度は減少していった。ＳｉＯ2結着剤を含浸して作製したボンド磁石（実施例１〜５）と比較して、磁石の曲げ強度が５０ＭＰａ以上の磁石で比較すると、エポキシ樹脂含有ボンド磁石は磁束密度が２０〜３０％低下していた。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はエポキシ樹脂含有ボンド磁石が５％とＳｉＯ2含浸ボンド磁石の３.０％と比較して大きい。更に２００℃１時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は含浸処理を施した場合１％未満であるのに対し（実施例１〜５）、エポキシ樹脂含有ボンド磁石（比較例１）場合３％近い値と大きかった。不可逆熱減磁の抑制だけでなく、ＰＣＴ試験や塩水噴霧試験でもエポキシ樹脂含有ボンド磁石はＳｉＯ2含浸ボンド磁石と比較して低いレベルであった。
【０２３０】
更に前記（４）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片について大気中で２２５℃に１時間保持し冷却後２０℃で減磁曲線を測定した。磁界印加方向は１０mm方向であり、最初に＋２０ｋＯｅの磁界で着磁後±１ｋＯｅから±１０ｋＯｅの磁界でプラスマイナス交互に磁界を印加して減磁曲線を測定した。その結果を図４に示す。図４では、（実施例１）の２）の条件でＳｉＯ2の含浸処理した磁石と、本比較例に示すようにエポキシ樹脂をバインダーとして１５vol％含有した圧縮成形ボンド磁石との、減磁曲線を比較している。図４の横軸は印加した磁界、縦軸は磁束密度を示す。ＳｉＯ2結着剤を含浸処理した磁石は磁界が−８ｋＯｅよりも負側に大きな磁界が印加されると磁束が急激に低下する。圧縮成形ボンド磁石は含浸処理した磁石よりもさらに磁界の絶対値が小さい値で磁束が急激に低下し、−５ｋＯｅよりも負側の磁界で磁束の低下が著しい。−１０ｋＯｅの磁界印加後の残留磁束密度は、含浸処理磁石の場合０.４４、圧縮成形ボンド磁石では０.１１Ｔであり含浸処理磁石の残留磁束密度は圧縮成形ボンド磁石の値の４倍となっている。これは圧縮成形ボンド磁石が２２５℃で加熱中に各ＮｄＦｅＢ粉の表面やＮｄＦｅＢ粉のクラック表面が酸化することで各ＮｄＦｅＢ粉を構成しているＮｄＦｅＢ結晶の磁気異方性が低下し、その結果保磁力が減少し負の磁界印加により磁化が反転し易くなったためと考えられる。これに対し、含浸処理磁石ではＮｄＦｅＢ粉及びクラック表面がＳｉＯ2膜で被覆されているため大気中加熱時の酸化が防止された結果、保磁力の減少が少ないものと考えられる。
【０２３１】
前記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は結着剤のエポキシ樹脂含有率を増加させると、曲げ強度は増加し、体積含有率として２０vol％で磁石の曲げ強度は４８ＭＰａとなり、ボンド磁石として必要な曲げ強度を有する。
【０２３２】
エポキシ樹脂含有ボンド磁石はＳｉＯ2含浸ボンド磁石と比較して、比抵抗は同等のレベルであった。
【０２３３】
本比較例の結果から、エポキシ樹脂含有希土類ボンド磁石は本発明の低粘度のＳｉＯ2前駆体を樹脂なしで冷間成形法で作製した希土類磁石成形体中へ含浸させた希土類ボンド磁石と比較して、磁気特性において２０〜３０％低く、不可逆熱減磁率並びに磁石の信頼性が低いことが判明した。
【０２３４】
尚、本比較例において、樹脂の体積分率（樹脂と希土類磁石用磁粉における樹脂の体積分率を示す。）を変化させたエポキシ樹脂含有ボンド磁石の評価結果を表５に纏める。
【０２３５】
【表５】
2009071910.tif 000011
【０２３６】
（比較例２）
本比較例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０２３７】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体には、ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を１ｍｌ，水０.１９ｍｌ，脱水メチルアルコール９９ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した溶液を用いた。
【０２３８】
上記ＳｉＯ2前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて３０℃の温度で測定した。
（１）上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）上記（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である上記ＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）上記（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）上記（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０２３９】
上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に２００℃１時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は含浸処理を施した場合１％未満であるのに対し、エポキシ系ボンド磁石の場合３％近い値であった（比較例１）。
【０２４０】
しかしながら、上記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は低いレベルの値となり、本比較例のＳｉＯ2含浸ボンド磁石はエポキシ樹脂含有ボンド磁石と比較して、１／１０程度の値しかえられなかった。これは本比較例における結着剤中のＳｉＯ2前駆体の含有量が１vol％と実施例おける結着剤中のＳｉＯ2前駆体の含有量と比べて、１〜２桁少ないため、硬化後のＳｉＯ2単体の曲げ強度が大きくても、磁石中の含有量が少なすぎることが影響している。
【０２４１】
結論として、本比較例の磁石は磁石強度が低い短所がある。
【０２４２】
尚、本比較例、及び後述する（比較例３）の１），２），（比較例４）の各種特性については、表６に纏めている。
【０２４３】
【表６】
2009071910.tif 000012
【０２４４】
（比較例３）
本比較例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０２４５】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体には以下の２つの溶液を用いた。
１）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水０.１９ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
２）ＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水２４ｍｌ，脱水エチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、２昼夜２５℃の温度で放置した。
【０２４６】
１），２）のＳｉＯ2前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて３０℃の温度で測定した。
（１）上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）上記（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である１），２）のＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）上記（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）上記（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０２４７】
（比較例３）の１）について、上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０〜３０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率はＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％でありＳｉＯ2含浸無しの場合の熱減磁率（５％）よりも小さい。更に２００℃１時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は含浸処理を施した場合１％未満であるのに対し、エポキシ系ボンド磁石（比較例１）場合３％近い値であった。
【０２４８】
しかしながら、上記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度は低いレベルの値となり、本比較例のＳｉＯ2含浸ボンド磁石はエポキシ樹脂含有ボンド磁石と比較して、１／６程度の値しかえられなかった。これは本比較例における結着剤中の水の添加量が少ないため、化学反応式１に示したＳｉＯ2前駆体材料中のメトキシ基の加水分解が進行しないためシラノール基が生成せず、ＳｉＯ2前駆体の熱硬化反応におけるシラノール基間の脱水縮合反応が生じないため、熱硬化後のＳｉＯ2の生成量が少なくＳｉＯ2含浸ボンド磁石の曲げ強度が低かったのが原因である。
【０２４９】
結論として、（比較例３）の１）の磁石は磁石強度が低いため、磁石として使用することは難しい。
【０２５０】
（比較例３）の２）について、（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は１７０ＭＰａの曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０２５１】
（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。しかしながら、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率は本比較例では４.０％と実施例でのＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％と比較して大きい値となった。更に２００℃１時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例でのＳｉＯ2含浸処理を施した場合１％未満であるのに対し、本比較例では２％近い値であった。これはＳｉＯ2前駆体溶液が磁石表面から１mm強程度までしか磁石中に浸透しなかったことが影響していることが分かった。そのため、磁石の中央の部分の磁粉が大気中加熱時の酸化劣化を引き起こし、本比較例の磁石が実施例の磁石より不可逆熱減磁率が大きくなった原因である。
【０２５２】
この結果から、本比較例のボンド磁石は従来のエポキシ系ボンド磁石に対して、遜色はないものの、長期信頼性に関しては従来のエポキシ系ボンド磁石より低くなる可能性がある。
【０２５３】
（比較例４）
本比較例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０２５４】
結着剤であるＳｉＯ2前駆体にはＣＨ3Ｏ−(Ｓｉ(ＣＨ3Ｏ)2−Ｏ)m−ＣＨ3（ｍは３〜５、平均は４）を２５ｍｌ，水９.６ｍｌ，脱水メチルアルコール７５ｍｌ，ジラウリン酸ジブチル錫０.０５ｍｌを混合し、６昼夜２５℃の温度で放置した溶液を用いた。
【０２５５】
上記ＳｉＯ2前駆体溶液の粘度はオストワルドの粘度計を用いて３０℃の温度で測定した。
（１）上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（２）上記（１）で作製した圧縮成形試験片を加圧方向が水平方向になるようにバット内に配置し、結着剤である上記ＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に液面が垂直方向に１mm／minになるように注入した。最終的に圧縮成形試験片の上面から５mm上方になるまでＳｉＯ2前駆体溶液をバット中に注入した。
（３）上記（２）で使用した圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットを真空容器内にセットし、８０Ｐａ程度まで徐々に排気した。圧縮成形試験片表面からの気泡発生が少なくなるまで放置した。
（４）圧縮成形試験片は配置され、ＳｉＯ2前駆体溶液が満たされたバットをセットした真空容器の内圧を徐々に大気圧に戻し、圧縮成形試験片をＳｉＯ2前駆体溶液内から取り出した。
（５）上記（４）で作製したＳｉＯ2前駆体溶液で含浸された圧縮成形試験片を真空乾燥炉内にセットし、１〜３Ｐａの圧力，１５０℃の条件で圧縮成形試験片に対して真空熱処理を施した。
（６）上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０２５６】
上記（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度はＳｉＯ2含浸前で２ＭＰａ以下であるが、ＳｉＯ2含浸熱処理後は１９０ＭＰａの曲げ強度を有する磁石成形体を作製することが可能であった。
【０２５７】
上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、２０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。しかしながら、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率は本比較例では３.６％と実施例でのＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％と比較して大きい値となった。更に２００℃１時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例でのＳｉＯ2含浸処理を施した場合１％未満であるのに対し、本比較例では１.６％の値となった。これはＳｉＯ2前駆体溶液が磁石表面から２mm弱程度までしか磁石中に浸透しなかったことが影響していることが分かった。そのため、磁石の中央の部分の磁粉が大気中加熱時の酸化劣化を引き起こし、本比較例の磁石が実施例の磁石より不可逆熱減磁率が大きくなった原因である。
【０２５８】
この結果から、本比較例のボンド磁石は従来のエポキシ系ボンド磁石に対して、遜色はないものの、長期信頼性に関しては従来のエポキシ系ボンド磁石より低くなる可能性がある。
【０２５９】
（比較例５）
本比較例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０２６０】
希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。
（１）水に溶解度の高い塩、例えばＮｄの場合は酢酸Ｎｄ、または硝酸Ｎｄ４ｇを１００ｍＬの水に導入し、振とう器または超音波攪拌器を用いて完全に溶解した。
（２）１０％に希釈したフッ化水素酸をＮｄＦ3が生成する化学反応の当量分を徐々に加えた。
（３）ゲル状沈殿のＮｄＦ3が生成した溶液に対して超音波攪拌器を用いて１時間以上攪拌した。
（４）４０００〜６０００r.p.mの回転数で遠心分離した後、上澄み液を取り除きほぼ同量のメタノールを加えた。
（５）ゲル状のＮｄＦ3を含むメタノール溶液を攪拌して完全に懸濁液にした後、超音波攪拌器を用いて１時間以上攪拌した。
（６）上記（４）と（５）の操作を酢酸イオン、又は硝酸イオン等の陰イオンが検出されなくなるまで、３〜１０回繰り返した。
（７）最終的にＮｄＦ3の場合、ほぼ透明なゾル状のＮｄＦ3となった。処理液としてはＮｄＦ3が１ｇ／５ｍＬのメタノール溶液を用いた。
【０２６１】
希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。
【０２６２】
ＮｄＦ3コート膜形成プロセスの場合：ＮｄＦ3濃度１ｇ／１０ｍＬ半透明ゾル状溶液
（１）ＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉１００ｇに対して１５ｍＬのＮｄＦ3コート膜形成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。
（２）上記（１）のＮｄＦ3コート膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を２〜５torrの減圧下で溶媒のメタノール除去を行った。
（３）上記（２）の溶媒の除去を行った希土類磁石用磁粉を石英製ボートに移し、１×１０-5torrの減圧下で２００℃，３０分と４００℃，３０分の熱処理を行った。
（４）上記（３）で熱処理した磁粉に対して、蓋付きマコール製（理研電子社製）容器に移したのち、１×１０-5torrの減圧下で、７００℃，３０分の熱処理を行った。
（５）上記希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を施したＮｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（６）上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（７）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（８）上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
【０２６３】
上記（５）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、約２０％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率は本比較例では３.０％と実施例でのＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％と同等の値となった。更に２００℃１時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例でのＳｉＯ2含浸処理を施した場合１％未満であるのに対し、本比較例では１％未満の値となった。この結果を表７に示す。
【０２６４】
【表７】
2009071910.tif 000013
【０２６５】
しかしながら、（７）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度に関しては本比較例ではＳｉＯ2含浸を実施していないため、２.９ＭＰａという値となり、エポキシ系ボンド磁石と比較して１／１５程度の値となった。
【０２６６】
この結果から、本比較例のボンド磁石は従来のエポキシ系ボンド磁石に対して、機械的強度に乏しく、使用に当たってはこの点に注意が必要である。
【０２６７】
（比較例６）
本実施例において、希土類磁石用磁粉には、〔実施例１〕と同様のＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉を用いた。
【０２６８】
リン酸塩化成処理膜を形成する処理液は以下のようにして作製した。
【０２６９】
水１Ｌにリン酸２０ｇ，ほう酸４ｇ、金属酸化物としてＭｇＯの４ｇを溶解し、界面活性剤としてＥＦ−１０４（トーケムプロダクツ製）を０.１ｗｔ％になるように加えた。防錆剤としてはベンゾトリアゾール（ＢＴ）を０.０４mol／Ｌになるように加えた。
【０２７０】
リン酸塩化成処理膜を上記Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉に形成するプロセスは以下の方法で実施した。使用したリン酸塩化成処理液の組成を表４に示す。
（１）ＮｄＦｅＢ系の薄帯を粉砕した磁性粉１００ｇに対して５ｍＬのリン酸塩化成処理液を添加し、希土類磁石用磁粉全体が濡れるのが確認できるまで混合した。
（２）上記（１）のリン酸塩化成膜形成処理を施した希土類磁石用磁粉を１８０℃，３０分，２〜５torrの減圧下で熱処理を行った。
（３）上記リン酸塩化成膜形成処理を施したＮｄ2Ｆｅ14Ｂの磁粉を成形型に充填し、１６ｔ／cm2の圧力で、磁気特性測定用として縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの試験片を、また、強度測定用として縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を作製した。
（４）上記（３）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対して、四探針法で比抵抗を測定した。
（５）更に上記比抵抗を調べた圧縮成形試験片に対して、３０ｋＯｅ以上のパルス磁界を印加した。その圧縮成形試験片について磁気特性を調べた。
（６）上記（３）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片を用いて、機械的曲げ試験を実施した。曲げ試験には試料形状１５mm×１０mm×２mmの圧縮成形体を用い、支点間距離１２mmの３点曲げ試験により曲げ強度を評価した。
（３）で作製した縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片に対する磁気特性については、残留磁束密度が樹脂含有ボンド磁石（比較例１）と比較して、約２５％向上可能であり、２０℃で測定した減磁曲線は、ＳｉＯ2含浸前とＳｉＯ2含浸熱処理後の成形体とで残留磁束密度及び保磁力の値がほぼ一致した。また、２００℃大気中保持１時間後の熱減磁率は本比較例では３.１％と実施例でのＳｉＯ2含浸ボンド磁石で３.０％とほぼ同等の値となった。更に２００℃１時間後に室温に戻して再着磁した後の不可逆熱減磁率は実施例でのＳｉＯ2含浸処理を施した場合１％未満であるのに対し、本比較例では１.２％の値となりやや増加したものの大きな差はなかった（表７）。
【０２７１】
しかしながら、上記（５）で作製した縦１５mm，横１０mm，厚さ２mmの圧縮成形試験片の曲げ強度に関しては本比較例ではＳｉＯ2含浸を実施していないため、２.９ＭＰａという値となり、エポキシ系ボンド磁石と比較して１／２０程度の値となった。
【０２７２】
この結果から、本比較例のボンド磁石は従来のエポキシ系ボンド磁石に対して、機械的強度に乏しく、使用に当たってはこの点に注意が必要である。
【０２７３】
上述の実施例により本発明を説明したが、本発明の磁石は次の効果を備えている。
１）磁石としての性能が従来の樹脂による磁石に比べ優れている。
２）さらに優れた特性に加え、磁石としての強度も強い。樹脂磁石では得られなかった特性に優れ、強度においても優れている磁石が得られる。
【０２７４】
上述１）と２）の効果は、上述のとおり、例えば次のようにして達成される。
【０２７５】
樹脂のない状態で磁粉を圧縮成形した際に生じる、１μｍ以下の磁粉と磁粉の隙間に結着剤溶液を浸透させる必要がある。そのためには結着剤溶液の粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下であることと、磁粉と結着剤溶液の濡れ性が高いことが必要である。更には、硬化後の結着剤と磁粉との接着性が高く、結着剤の機械的強度が大きく、結着剤が連続的に形成されていることが重要である。
【０２７６】
結着剤溶液の粘度に関しては磁石のサイズに依存するが圧縮成形体の厚さが５mm以下且つ磁粉と磁粉の隙間が１μｍ程度の場合は結着剤溶液の粘度が１００ｍＰａ・ｓ程度で磁粉と磁粉の隙間に結着剤溶液を圧縮成形体の中心部まで導入することが可能である。圧縮成形体の厚さが５mm以上且つ磁粉と磁粉の隙間が１μｍ程度になると、例えば３０mm程度の厚さを有する圧縮成形体では、圧縮成形体の中心部まで結着剤溶液を導入するには、結着剤溶液の粘度が１００ｍＰａ・ｓ程度では高く、結着剤溶液の粘度が２０ｍＰａ・ｓ以下、望ましくは１０ｍＰａ・ｓ以下が必要となる。これは通常の樹脂と比較して１桁以上低い粘度である。そのためにはＳｉＯ2の前駆体であるアルコキシシロキサンにおけるアルコキシ基の加水分解量の制御とアルコキシシロキサン分子量の抑制とが必要となる。即ち、アルコキシ基が加水分解するとシラノール基が生成されるが、そのシラノール基は脱水縮合反応を起こし易く、脱水縮合反応はアルコキシシロキサンの高分子量化を意味するからである。また、更にシラノール基同士は水素結合を生じるため、ＳｉＯ2の前駆体であるアルコキシシロキサン溶液の粘度は増大する。具体的にはアルコキシシロキサンの加水分解反応当量に対する水の添加量と加水分解反応条件を制御することである。結着剤溶液に用いる溶媒にはアルコキシシロキサン中のアルコキシ基は解離反応が速いことからアルコールを用いることが望ましい。溶媒のアルコールには沸点が水より低く粘度の低いメタノール，エタノール，ｎ−プロパノール，ｉｓｏ−プロパノールが好ましいが、結着剤溶液の粘度が数時間で増加しなく、かつ、沸点が水より低い溶媒であれば本発明に係る磁石の製造に用いることができる。
【０２７７】
硬化後の結着剤と磁粉との接着性に関しては、本発明に用いている結着剤であるＳｉＯ2前駆体は熱処理後の生成物がＳｉＯ2であるため、磁粉表面が自然酸化膜で覆われていれば、磁粉表面とＳｉＯ2との接着性は大きく、ＳｉＯ2を結着剤とした希土類磁石は磁石を破断した際の表面は磁粉またはＳｉＯ2の凝集破壊面が殆どである。一方、結着剤に樹脂を用いた場合は樹脂と磁粉との接着性は磁粉表面とＳｉＯ2と比較すると一般的に小さい。そのため、樹脂を用いたボンド磁石では、磁石を破断した際の表面は樹脂と磁粉の界面または樹脂の凝集破壊面の両方が存在する。従って、磁石強度を向上させるにはＳｉＯ2を結着剤として用いる方が樹脂を結着剤として用いるより有利である。
【０２７８】
磁石中の希土類磁粉の含有率が７５vol％以上になる時は、圧縮成形するタイプの希土類磁石を用いることになるが、結着剤硬化後の希土類磁石の強度は、硬化後の結着剤の連続体が生成するかどうかが大きく影響する。それは接着界面の破断強度より同じ面積の結着剤単独の破断強度の方が大きいからである。エポキシ樹脂等の樹脂を用いた場合、全固形分中の樹脂体積分率が１５vol％以下になると樹脂と希土類磁粉との濡れ性が良好とはいえないため、磁石内部での樹脂硬化後の樹脂は連続体とはならず、島状に分布する。それに対して、前述したようにＳｉＯ2前駆体は希土類磁粉との濡れ性が良好であるため、磁粉表面にＳｉＯ2前駆体が連続的に拡がり、その連続的に拡がった状態で熱処理により硬化しＳｉＯ2になる。一方、硬化後の結着剤の材料としての強度は曲げ強さで表すとＳｉＯ2は樹脂系と比較して１〜３桁大きい。そのため、結着剤硬化後の希土類磁石の強度は結着剤にＳｉＯ2前駆体を用いた方が、樹脂を用いるより桁違いに高い。
【０２７９】
次に本発明係る磁石により適した磁石の材料について説明する。希土類磁石粉は、強磁性の主相および他成分からなる。希土類磁石がＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石である場合には、主相はＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相である。磁石特性の向上を考慮すると、希土類磁石粉は、ＨＤＤＲ法や熱間塑性加工を用いて調製された磁石粉であることが好ましい。希土類磁石粉は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の他に、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石などが挙げられる。得られる希土類磁石の磁石特性や、製造コストなどを考慮すると、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が好ましい。ただし、本発明の希土類磁石がＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に限定されるものではない。場合によっては、希土類磁石中には２種以上の希土類磁石粉が混在していてもよい。即ち、異なる組成比を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が２種以上含まれてもよく、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石とＳｍ−Ｃｏ系磁石とが混在していてもよい。
【０２８０】
なお、本明細書で「Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石」とは、ＮｄやＦｅの一部が他の元素で置換されている形態も包含する概念である。Ｎｄは、Ｄｙ，Ｔｂ等の他の希土類元素で置換されていてもよい。置換にはこれらの一方のみを用いてもよく、双方を用いてもよい。置換は、原料合金の配合量を調整することによって行うことができる。このような置換によって、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の保磁力向上を図れる。置換されるＮｄの量は、Ｎｄに対して、０.０１atom％以上，５０atom％以下であることが好ましい。０.０１atom％未満であると置換による効果が不十分となる恐れがある。５０atom％を越えると、残留磁束密度を高レベルで維持できなくなる恐れがあり、磁石を使用する用途に対応して注意することが望ましい。
【０２８１】
一方、Ｆｅは、Ｃｏ等の他の遷移金属で置換されていてもよい。このような置換によって、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石のキュリー温度（Ｔｃ）を上昇させ、使用温度範囲を拡大させることができる。置換されるＦｅの量は、Ｆｅに対して、０.０１atom％以上，３０atom％以下であることが好ましい。０.０１atom％未満であると置換による効果が不十分となる恐れがある。３０atom％を越えると、保磁力の低下が大きくなる恐れがあり、磁石を使用する用途に対応して注意することが望ましい。
【０２８２】
希土類磁石における希土類磁石粉の平均粒径は、１〜５００μｍが好ましい。希土類磁石粉の平均粒径が１μｍ未満であると、磁粉の比表面積が大きく酸化劣化による影響が大きく、それを用いた希土類磁石の磁石特性の低下が懸念される。したがってこの場合磁石の使用状態を考え、注意することが望ましい。
【０２８３】
一方、希土類磁石粉の平均粒径が５００μｍより大きいと、製造時の圧力によって磁石粉が砕け、十分な電気抵抗を得ることが難しくなる。加えて、異方性希土類磁石粉を原料として異方性磁石を製造する場合には、５００μｍを越えるサイズにわたり、希土類磁石粉における主相（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石においては、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相）の配向方向を揃えることは難しい。希土類磁石粉の粒径は、磁石の原料である希土類磁石粉の粒径を調節することによって、制御される。なお、希土類磁石粉の平均粒径はＳＥＭ像から算出することができる。
【０２８４】
本発明は等方性磁石粉から製造される等方性磁石，異方性磁石粉をランダム配向させた等方性磁石、および異方性磁石粉を一定方向に配向させた異方性磁石のいずれにも適用可能である。高エネルギー積を有する磁石が必要であれば、異方性磁石粉を原料とし、これを磁場中配向させた異方性磁石が好適である。
【０２８５】
希土類磁石粉は、製造する希土類磁石の組成に応じて、原料を配合して製造する。主相がＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を製造する場合には、Ｎｄ，Ｆｅ、およびＢを所定量配合する。希土類磁石粉は、公知の手法を用いて製造したものを用いてもよいし、市販品を用いても良い。このような希土類磁石粉は、多数の結晶粒の集合体となっている。希土類磁石粉を構成する結晶粒は、その平均粒径が単磁区臨界粒子径以下であると、保磁力を向上させる上で好適である。具体的には、結晶粒の平均粒径は、５００ｎｍ以下であるとよい。なお、ＨＤＤＲ法とは、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金を水素化させることにより、主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ化合物をＮｄＨ3，α−Ｆｅ、およびＦｅ2Ｂの三相に分解させ、その後、強制的な脱水素処理によって再びＮｄ2Ｆｅ14Ｂを生成させる手法である。ＵＰＳＥＴ法とは、超急冷法により作製したＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金を、粉砕，仮成型後、熱間で塑性加工する手法である。
【０２８６】
磁石の使用用途として高調波を含む高周波磁界が磁石に対して印加される条件下では、希土類磁石粉体表面に無機絶縁膜を形成されていることが好ましい。即ち、磁石中の渦電流損を低減化するための磁石の高比抵抗化が必要になる。このような無機絶縁膜としては特開平１０−１５４６１３号後方に記載されているように燐酸，硼酸，マグネシウムイオンを含有した燐酸塩化成処理液を用いて形成された膜が良く、膜厚の均一性と磁粉の磁気特性を確保するには界面活性剤と防錆剤が併用することが望ましい。特に界面活性剤としてはパーフルオロアルキル系界面活性剤、また、防錆剤としてはベンゾトリアゾール系防錆剤であることが望ましい。
【０２８７】
更に、磁粉の絶縁性並びに磁気特性の向上を図ることを目的とした無機絶縁膜としてはフッ化物コート膜が望ましい。該フッ化物コート膜を形成する処理液としては、希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物がアルコールを主成分とした溶媒に膨潤されており、且つ、該希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物は平均粒径が１０μｍ以下まで粉砕されアルコールを主成分とした溶媒に分散されたゾル状態である溶液が望ましい。磁気特性の向上には該フッ化物コート膜が表面に形成された磁粉を１×１０-4Ｐａ以下の雰囲気、且つ、６００〜７００℃温度で熱処理することが望ましい。
【０２８８】
本発明は磁石材料を結着剤で結着した磁石および該磁石の製法に関する。本発明に係る磁石は永久磁石として使用するのに適している。本発明に係る磁石は、一般の磁石が使用されている分野に適用でき、例えば回転機に使用するのに適している。
【０２８９】
以上の磁石に関して纏めると次の通りである。
（１）希土類磁石において、希土類磁性粉体をＳｉＯ2により結着されていることを特徴とする希土類磁石。
（２）希土類磁石において、希土類磁性粉体をアルコキシ基が含有するＳｉＯ2により結着されていることを特徴とする希土類磁石。
（３）（１）に記載の希土類磁性粉体表面に１０μｍ〜１０ｎｍ厚の無機絶縁膜を有する希土類磁性粉体をＳｉＯ2により結着されていることを特徴とする希土類磁石。
（４）（２）に記載の希土類磁性粉体表面に１０μｍ〜１０ｎｍ厚の無機絶縁膜を有する希土類磁性粉体をアルコキシ基が含有するＳｉＯ2により結着されていることを特徴とする希土類磁石。
（５）（３）及び（４）に記載のＳｉＯ2結着剤は、ＳｉＯ2前駆体であるアルコキシシロキサン，アルコキシシラン、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物の少なくとも一種と水とを含み、更に必要な場合アルコールと加水分解用触媒から形成されることを特徴とする希土類磁石。
（６）（５）に記載の加水分解用触媒として中性触媒を含有してなることを特徴とする希土類磁石。
（７）（６）に記載の中性触媒が錫触媒であることを特徴とする希土類磁石。
（８）（５）に記載のＳｉＯ2結着剤中のアルコキシシロキサン，アルコキシシラン、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物総和の体積分率が５vol％以上かつ９６vol％以下であることを特徴とする希土類磁石。
（９）（５）に記載のＳｉＯ2結着剤中の水の含有量がアルコキシシロキサン，アルコキシシラン及び、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物の前駆体であるアルコキシシロキサン，アルコキシシランの総量に対して、加水分解反応当量の１／１０〜１であることを特徴とする希土類磁石。
（１０）（３）及び（４）に記載の無機絶縁膜は希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜又はリン酸塩化成処理膜からなることを特徴とする希土類磁石。
（１１）（１０）に記載の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜はＭｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕフッ化物中の少なくとも１種類以上含有することを特徴とする希土類磁石。
（１２）（１０）に記載の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜は、該希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物がアルコールを主成分とした溶媒に膨潤されており、ゾル状態の該希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物の平均粒径が１０μｍ以下まで粉砕され、かつアルコールを主成分とした溶媒に混合した処理液を用いて形成されていることを特徴とする希土類磁石。
（１３）（１２）において、前記アルコールはメチルアルコール，エチルアルコール，ｎ−プロピルアルコール又はイソプロピルアルコールであることを特徴とする希土類磁石。
（１４）（１０）に記載のリン酸塩化成処理膜はリン酸，ほう酸、及びＭｇ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｃｄ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内の一種類以上含有していることを特徴とする希土類磁石。
（１５）（１０）に記載のリン酸塩化成処理膜はリン酸，ほう酸，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｃｄ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内の一種類以上を含有する水溶液から形成されていることを特徴とする希土類磁石。
（１６）（１０）に記載のリン酸塩化成処理膜はリン酸，ほう酸，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｃｄ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内の一種類以上を含有し、かつ界面活性剤と防錆剤とを含有する水溶液から形成されていることを特徴とする希土類磁石。
（１７）（１６）に記載の界面活性剤はパーフルオロアルキル系，アルキルベンゼンスルホン酸系，両性イオン系、またはポリエーテル系であることを特徴とする希土類磁石。
（１８）（１６）に記載の防錆剤は孤立電対を有する窒素または硫黄の少なくとも１種を含む有機化合物であることを特徴とする希土類磁石。
（１９）（１８）に記載の孤立電対を有する窒素または硫黄の少なくとも１種を含む有機化合物防錆剤は化学式５
【０２９０】
【化５】
2009071910.tif 000014
（式中、ＸはＨ，ＣＨ3，Ｃ2Ｈ5，Ｃ3Ｈ7，ＮＨ2，ＯＨ，ＣＯＯＨの中のいずれかである。）で表されるベンゾトリアゾールであることを特徴とする希土類磁石。
（２０）希土類磁石の製造方法において、希土類磁性粉体を加圧成形し、該希土類磁性粉体の加圧成形体に対してＳｉＯ2結着剤溶液を含浸させ、該ＳｉＯ2結着剤溶液を含浸させた該希土類磁性粉体の加圧成形体をＳｉＯ2結着剤溶液から取り出し、該ＳｉＯ2結着剤溶液を含浸させた該希土類磁性粉体を所定温度で熱処理を施したことを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（２１）希土類磁石の製造方法において、希土類磁性粉体表面に１０μｍ〜１０ｎｍ厚の無機絶縁膜を有する希土類磁性粉体を加圧成形し、該希土類磁性粉体の加圧成形体に対してＳｉＯ2結着剤溶液を含浸させ、該ＳｉＯ2結着剤溶液を含浸させた該希土類磁性粉体の加圧成形体をＳｉＯ2結着剤溶液から取り出し、該ＳｉＯ2結着剤溶液を含浸させた該希土類磁性粉体を所定温度で熱処理を施したことを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（２２）（２０）又は（２１）に記載のＳｉＯ2結着剤溶液は、ＳｉＯ2前駆体であるアルコキシシロキサン，アルコキシシラン、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物の少なくとも一種と水とを含み、更に必要な場合アルコールと加水分解用触媒から形成されることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（２３）（２０）又は（２１）に記載のＳｉＯ2結着剤溶液は、該溶液の３０℃における粘度が０.５２〜１００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（２４）（２２）に記載の加水分解用触媒として中性触媒を含有してなることを特徴とする希土類磁石。
（２５）（２４）に記載の中性触媒が錫触媒であることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（２６）（２２）に記載のＳｉＯ2結着剤中のアルコキシシロキサン，アルコキシシラン、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物総和の体積分率が５vol％以上かつ９６vol％以下であることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（２７）（２２）に記載のＳｉＯ2結着剤中の水の含有量がアルコキシシロキサン，アルコキシシラン及び、その加水分解生成物、及びその脱水縮合物の前駆体であるアルコキシシロキサン，アルコキシシランの総量に対して、加水分解反応当量の１／１０〜１であることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（２８）（２１）に記載の無機絶縁膜は希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜又はリン酸塩化成処理膜からなることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（２９）（２８）に記載の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜はＭｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕフッ化物中の少なくとも１種類以上含有することを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（３０）（２８）に記載の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜は、該希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物がアルコールを主成分とした溶媒に膨潤されており、ゾル状態の該希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物の平均粒径が１０μｍ以下まで粉砕され、かつアルコールを主成分とした溶媒に混合した処理液を用いて形成されていることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（３１）（３０）において、前記アルコールはメチルアルコール，エチルアルコール，ｎ−プロピルアルコール又はイソプロピルアルコールであることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（３２）（２８）に記載の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物はアルコールを主成分とした溶媒に膨潤されており、かつアルコールを主成分とした溶媒中において濃度として２００ｇ／ｄｍ3から１ｇ／ｄｍ3であり、希土類磁性粉体表面に１０μｍ〜１０ｎｍの厚さのコート膜であることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（３３）（２８）に記載の希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物は、希土類フッ化物又はアルカリ土類金属フッ化物コート膜を形成する溶液を平均粒径が５００μｍから０.１μｍの磁性粉体１kgに対して、１０ｍｌ〜３００ｍｌの割合で配合した後、所定温度で熱処理したことを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（３４）（２８）に記載のリン酸塩化成処理膜はリン酸，ほう酸，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｃｄ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内の一種類以上を含有する水溶液からから形成されていることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（３５）（２８）に記載のリン酸塩化成処理膜はリン酸，ほう酸，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｃｄ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの内の一種類以上を含有し、かつ界面活性剤と防錆剤とを含有する水溶液から形成されていることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（３６）（３５）に記載の界面活性剤はパーフルオロアルキル系，アルキルベンゼンスルホン酸系，両性イオン系、またはポリエーテル系であることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（３７）（３５）に記載の防錆剤は孤立電対を有する窒素または硫黄の少なくとも１種を含む有機化合物であることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（３８）（３７）に記載の孤立電対を有する窒素または硫黄の少なくとも１種を含む有機化合物防錆剤は化学式５
【０２９１】
【化６】
2009071910.tif 000015
【０２９２】
（式中、ＸはＨ，ＣＨ3，Ｃ2Ｈ5，Ｃ3Ｈ7，ＮＨ2，ＯＨ，ＣＯＯＨの中のいずれかである。）で表されるベンゾトリアゾールであることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（３９）（３５）に記載のリン酸塩化成処理膜はリン酸塩化成処理膜形成する水溶液中に界面活性剤が０.０１〜１ｗｔ％含有し、防錆剤が０.０１〜０.５mol／ｄｍ3含有する水溶液から形成されていることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
（４０）（２８）に記載のリン酸塩化成処理膜は、リン酸塩化成処理膜形成する溶液を平均粒径が５００μｍから０.１μｍの磁性粉体１kgに対して、２５ｍｌ〜３００ｍｌの割合で配合した後、所定温度で熱処理したことを特徴とする希土類磁石の製造方法。
【０２９３】
このように本実施形態では、ＳｉＯ系の材料によって磁性粉体を結着して成形した永久磁石を回転子に設けた。ＳｉＯ2の前駆体は、磁石材料と濡れ性が良好な結着剤となるため、磁石における磁性材料の割合を多くでき、エポキシ樹脂を結着剤として使用した場合に比べ磁気特性の低下を低減でき、良好な特性を維持できる。また、上記の永久磁石は電機伝導率が低く、渦電流が発生しにくい材料であるため、特に集中巻構造の固定子をもつモータにおいて、磁石に発生する渦電流を抑制することができるので、高効率化と高速・高出力化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０２９４】
【図１】本発明の一実施例をなす永久磁石式回転電機が搭載されたハイブリッド型の電気自動車の一実施形態を示す構成図を示す。
【図２】図１の電力変換装置６００の回路図を示す。
【図３】本発明の一実施例をなす回転電機の断面図を示す。
【図４】分布巻固定子の外見図を示す。
【図５】図３に記載の固定子２３０および回転子２５０のＡ−Ａ断面を示す。
【図６】図３の集中巻固定子のボビンを示す。
【図７】図３の集中巻固定子の構成を示す。
【図８】図３の集中巻固定子の連結を示す。
【図９】図３の集中巻固定子の巻線を示す。
【図１０】図３の集中巻固定子のボビンの２分割例を示す。
【図１１】図３の集中巻分割コアの形状例を示す。
【図１２】図３の集中巻固定子の固定と成型方法を示す。
【図１３】図３の集中巻固定子の分割工法の別の実施例。
【図１４】図３のボビンの例を示す。
【図１５】本発明の一実施例をなす回転電機の断面図を示す。
【図１６】分布巻モータの固定子が作る起磁力高調波成分を示す。
【図１７】集中巻モータの固定子が作る起磁力高調波成分を示す。
【図１８】集中巻モータの固定子が作る起磁力高調波成分を示す。
【図１９】集中巻モータの固定子が作る起磁力高調波成分を示す。
【図２０】ロータにギアを内蔵したハイブリッド車両用駆動モータの例を示す。
【図２１】ギア内蔵駆動装置のブロック図を示す。
【図２２】２０極２４ティースの集中巻回転電機を示す。
【図２３】１０極１２ティースの集中巻回転電機を示す。
【図２４】磁石製造の工程を説明する図であり、絶縁膜処理を施さない製造方法に係る。
【図２５】磁石製造の工程を説明する図であり、絶縁膜処理を施す製造方法に係る。
【図２６】第１の実施例で製造した磁石のＳｉＯ2前駆体の含浸と熱処理により結着剤として作製したボンド磁石試験片の断面部のＳＥＭ観察結果を示し、（ａ）が二次電子像、（ｂ）が酸素面分析像、（ｃ）は珪素面分析像である。
【図２７】本発明のＳｉＯ2前駆体の含浸ボンド磁石と樹脂含有ボンド磁石について、縦１０mm，横１０mm，厚さ５mmの圧縮成形試験片について大気中で２２５℃に１時間保持し冷却後２０℃で測定した減磁曲線の結果を示す。磁界印加方向は１０mm方向であり、最初に＋２０ｋＯｅの磁界で着磁後±１ｋＯｅから±１０ｋＯｅの磁界でプラスマイナス交互に磁界を印加して減磁曲線を測定した結果である。
【符号の説明】
【０２９５】
２３０  固定子
２３２  固定子鉄心
２３３  コイル
２３７  ティース
２５０  回転子
２５２  回転子鉄心
２５４，２５６  永久磁石
【図１】
2009071910.tif 000016
【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】
2009071910.tif 000021
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2009071910.tif 000034
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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