(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｄ９Ｄｙ１Ｆｅ７７Ｃｏ５Ｎｂ２Ｂ６、Ｎｄ７Ｄｙ１Ｆｅ７４Ｃｏ５Ｃｒ５Ｂ８、Ｎｄ４Ｔｂ１Ｆｅ８１Ｃｏ７Ｃｕ３Ｂ４、Ｎｄ１０Ｆｅ７５Ｃｏ８Ｖ１Ｂ６、Ｎｄ８Ｄｙ１Ｆｅ７５Ｃｏ４Ｖ２Ｂ７、またはＮｄ８Ｔｂ２Ｆｅ７５Ｃｏ５Ｎｂ２Ｂ８の組成を有する磁石合金溶湯をロール周速度１０〜６０ｍ／ｓｅｃで急冷して作製した薄帯を粉砕して原料粉末を得る段階と、
前記原料粉末を圧力３００〜１２００ＭＰａで圧縮する段階と、
前記圧力で加圧した状態で、２×１０−４〜３Ｐａの雰囲気圧力において、２５℃から昇温速度５〜４０℃／ｍｉｎで５５０〜８００℃の保持温度まで温度上昇させる段階と、
２×１０−４〜３Ｐａの雰囲気圧力において前記保持温度で０．０１〜１０ｍｉｎ保持し、前記原料粉末を緻密化させる段階とを含む、
緻密化された原料粉末の粒子間にホウ素原子および酸素原子が凝集した構造を有し、前記緻密化された原料粉末の粒子内部におけるホウ素原子の濃度に対する前記緻密化された原料粉末の粒子間のホウ素原子の濃度の比（粒子間濃度／粒子内部濃度）が１．２以上で、前記緻密化された原料粉末の粒子内部における酸素原子の濃度に対する前記緻密化された原料粉末の粒子間の酸素原子の濃度の比（粒子間濃度／粒子内部濃度）が１．２以上であり、前記緻密化された原料粉末の粒子間にホウ素原子および酸素原子が凝集した部位の厚さが６５ｎｍ以上である、永久磁石相および軟磁性相を含んでなるバルク交換スプリング磁石の製造方法。
【請求項２】
前記原料粉末の粒径が８０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のバルク交換スプリング磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ、磁界センサ、回転センサ、加速度センサ、トルクセンサ等に好適に用いることができる高出力磁石材料に関し、より詳しくは、特性の磁性が向上したバルク交換スプリング磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
永久磁石とは、要素の磁気双極子が一方向に揃っているため外部の磁場により変化しにくい、理想的には変化しない状態にあるものをいい、飽和磁化が大きく、かつ減磁曲線が角型を示す材料が優れた材料となる。ただし、強い磁場中ではどんな磁石材料も磁化状態は変化するものではある。
【０００３】
永久磁石としては、化学的に安定で低コストなフェライト磁石や高性能な希土類系磁石が実用化されている。しかしながらこれらの実用化されている永久磁石のうち最高性能を持つネオジム磁石においても、磁石の強さを示す最大エネルギー積は５０メガガウスエルステッド（ＭＧＯｅ）程度が限界である。
【０００４】
磁石の組織を微細に分割すると、最終的には原子レベル、アボガドロ数の多数問題となるが、このような極微ではなくマクロとミクロの中間レベルで原子が協調して特殊機能を生み出すことがある。この中間領域をメゾスコピック領域またはナノ領域という。この概念に基づいて開発されたのが交換スプリング磁石であり、高保磁力の材料からなる永久磁石相（ハード相）と高磁束密度の材料からなる軟磁性相（ソフト相）とが交換相互作用により磁気的に結合することで、高エネルギー積が得られる磁石である。
【０００５】
交換スプリング磁石の構造は、ハード相とソフト相の薄膜を積層させたもの、またはハード相の基質の中にソフト相の微粒子を分散させたものが一般的であり、ナノコンポジット構造と呼ばれている。このような積層または分散がマクロ的なものであれば、単なるハード相とソフト相の共存となり磁石の磁性を示す減磁曲線はヘビ型となるだけである。ところが、積層または分散がナノ領域であると、ソフト相の磁化はハード相の磁化によって強く拘束され、全体があたかも一つのハード相であるかのように振る舞う。すなわち、磁化が揃っている交換スプリング磁石に負の方向の減磁場をかけたとき、磁化の反転はソフト相の中間から始まり、ソフト相とハード相との磁壁付近では交換力が強いため正方向に揃ったままとなる。この状態でかけていた減磁場をなくすと減磁曲線に沿って元に戻る。この作用がスプリング作用に類似しているため、交換スプリング磁石と称されている。なお、交換とはその原理が交換相互作用に基づいているため頭文字として採用された表示である。
【０００６】
例えば、ハード相の磁化容易方向が一方向に揃っており、ハード相とソフト相とが交互に積層されている強磁性コンポジットについて考える。このコンポジットを正方向に磁気的に飽和させたのち負方向に減磁界を印加すると、まずソフト相の中央部で磁化が反転する。境界部ではハード相の磁気モーメントとの交換相互作用により、その向きはハード相の磁化の向きに束縛されているので、反転しにくい。ハード相の磁気モーメントも境界部ではわずかに向きをかえるであろうが、ハード相の磁化が不可逆に反転する磁界よりも印加磁場が小さければ、印加磁場をゼロに戻せば系は元の状態にスプリングバックする。もし、ハード相の磁化が不可逆に反転する磁界よりも印加磁場が大きくければ、系全体の磁化も不可逆に反転し、系は負方向に飽和した状態となる。
【０００７】
一般に磁石の最大磁気エネルギー積の限界を制限しているのは、主相となっている化合物の磁化である。ナノコンポジット磁石は、現在実用化されている磁石の性能の限界を理論的には超えることが示されており、異方性多層膜の最大エネルギー積の理論値は１２０ＭＧＯｅ（９．６ＭＪ／ｍ3）を超えるものとなる。
【０００８】
このような理由により、交換スプリング磁石は新たな磁石材料として注目を集めている。この交換スプリング磁石は、ハード相をＮｄ-Ｆｅ-Ｂ系やＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系などにし、ソフト相をＦｅ、Ｆｅ-Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏなどとした組成系に関して主に開発が進められており、特開２０００−２０８３１３号公報にはアモルファス化工程と結晶化工程とを繰り返すことによりより微細で磁石特性に優れた異方性交換スプリング磁石粉末を得る技術が開示されている。
【０００９】
交換スプリング磁石は上述のように極めて高い最大エネルギー積を有することが可能であるが、微細な結晶粒径を維持する必要があるためフルデンス磁石を実現することが困難であった。すなわち、従来の焼結温度は１０００℃以上であり、このような高温での焼結では結晶粒が粗大化してしまい、磁石特性の劣化が著しい。従って、現在のところ交換スプリング磁石粉末を樹脂やゴムに混ぜ込み、成形固化するといった、いわゆるボンド磁石（プラマグ、プラスチック磁石、ゴム磁石とも呼ばれる）としての適用が検討されている。
【００１０】
しかしながら、このようなボンド磁石の密度は当然ながら原料粉末の理論密度よりかなり低い値となるため、最大エネルギー積は原料粉末がフルデンス化された場合から予想される特性には遥かに及ばないものとなっている。すなわち、磁石のエネルギー積は充填密度の２乗に比例して低下するため、例えば粉末充填率が５０％であると、エネルギー積はバルク磁石に比べ２５％に落ちてしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、磁石特性を損なわずに、バルク化された、すなわち原料粉末の理論密度に近い密度を有する交換スプリング磁石を提供することを目的とする。
【００１２】
また、従来の焼結条件に対して、低温または短時間で上記特性を有する交換スプリング磁石を製造する方法を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、上記特性を有する交換スプリング磁石を用いたモータ、磁化センサ、回転センサ、加速度センサ、およびトルクセンサを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、各請求項毎に次のように構成される。
【００１５】
請求項１に記載の発明は、Ｎｄ９Ｄｙ１Ｆｅ７７Ｃｏ５Ｎｂ２Ｂ６、Ｎｄ７Ｄｙ１Ｆｅ７４Ｃｏ５Ｃｒ５Ｂ８、Ｎｄ４Ｔｂ１Ｆｅ８１Ｃｏ７Ｃｕ３Ｂ４、Ｎｄ１０Ｆｅ７５Ｃｏ８Ｖ１Ｂ６、Ｎｄ８Ｄｙ１Ｆｅ７５Ｃｏ４Ｖ２Ｂ７、またはＮｄ８Ｔｂ２Ｆｅ７５Ｃｏ５Ｎｂ２Ｂ８の組成を有する磁石合金溶湯をロール周速度１０〜６０ｍ／ｓｅｃで急冷して作製した薄帯を粉砕して原料粉末を得る段階と、前記原料粉末を圧力３００〜１２００ＭＰａで圧縮する段階と、前記圧力で加圧した状態で、２×１０−４〜３Ｐａの雰囲気圧力において、２５℃から昇温速度５〜４０℃／ｍｉｎで５５０〜８００℃の保持温度まで温度上昇させる段階と、２×１０−４〜３Ｐａの雰囲気圧力において前記保持温度で０．０１〜１０ｍｉｎ保持し、前記原料粉末を緻密化させる段階とを含む、緻密化された原料粉末の粒子間にホウ素原子および酸素原子が凝集した構造を有し、前記緻密化された原料粉末の粒子内部におけるホウ素原子の濃度に対する前記緻密化された原料粉末の粒子間のホウ素原子の濃度の比（粒子間濃度／粒子内部濃度）が１．２以上で、前記緻密化された原料粉末の粒子内部における酸素原子の濃度に対する前記緻密化された原料粉末の粒子間の酸素原子の濃度の比（粒子間濃度／粒子内部濃度）が１．２以上であり、前記緻密化された原料粉末の粒子間にホウ素原子および酸素原子が凝集した部位の厚さが６５ｎｍ以上である、永久磁石相および軟磁性相を含んでなるバルク交換スプリング磁石の製造方法である。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記原料粉末の粒径が８０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のバルク交換スプリング磁石の製造方法である。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明によれば、各請求毎に次のような効果を奏する。
【００３０】
本発明にあっては、原料粉末間にホウ素および酸素が凝集した構造をすることにより、低温又は短時間で焼結が可能となり、結晶粒の粗大化を抑制することができる。その結果、原料粉末の理論密度に近いバルク交換スプリング磁石において良好な磁石特性（最大エネルギー密度）を実現することが可能となった。
【００３１】
また、ハード相とソフト相の割合のバランスにより磁石の保磁力と磁束密度が高いレベルで実現されるため高性能のバルク交換スプリング磁石が得られる。
【００３２】
また、粒子間化合物の熱安定性が維持されバルク交換スプリング磁石の緻密化が向上し、また粒子間の結晶成長抑制効果が向上した、高性能のバルク交換スプリング磁石を得ることができる。
【００３３】
また、緻密化が促進され、高性能なバルク交換スプリング磁石が得られる。
【００３４】
また、原料粉末の表面積増大を抑制して磁石特性を向上させることができ、また原料充填率を向上させて高密度のバルク交換スプリング磁石を得られる。
【００３６】
また、原料粉末方法を規定することにより、より高性能のバルク交換スプリング磁石を得ることができる。
【００３７】
また、必要量の酸素が供給されてバルク体の緻密化及び粒子間の結晶成長抑制効果が向上し、磁石粉末自体の酸化を抑制することができ、磁石特性が向上する。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。
【００４０】
本願の第１の発明は、原料粉末を緻密化してなり、前記緻密化された原料粉末の粒子間にホウ素原子および酸素原子が凝集した構造を有する、永久磁石相（ハード相）および軟磁性相（ソフト相）とを含んでなるバルク交換スプリング磁石である。
【００４１】
原料粉末は、所望の元素を含むアモルファスに近い状態で得ることが好ましく、液体急冷法、メカニカルアロイ法、アトマイズ法など各種公知の方法が適用可能であり、また、ジョークラッシャー、ブラウンミル等の粉砕手段を適宜適用することができる。このうち、液体急冷法を用いた方法は、アモルファス化が十分になされるため本発明において好ましいプロセスの一つである。
【００４２】
なお、本発明において、「緻密化」とは加圧や焼結などにより原料粉末の理論密度付近にまで磁石密度を向上させることをいい、「凝集」とは所定の元素について原料粉末における濃度分布と比較して、緻密化された交換スプリング磁石の濃度分布が偏在化して上昇している状態をいう。
【００４３】
緻密化の方法としては、アモルファスに近い状態を持つ原料粉末を型に充填しこれを圧縮下で加熱することができる。このとき原料粉末の間にホウ素原子と酸素原子を凝集させることによりハード相とソフト相とが小さな結晶粒として混在し、磁石特性が損われていない、原料粉末の理論密度付近の密度を有するバルク状態の交換スプリング磁石を製造することができる。すなわち、本発明においてはホウ素原子および酸素原子が粉末粒子間に凝縮する磁石構造を持つことにより、粉末粒子間に存在するホウ素原子および酸素原子が粒子間の緻密化を促進し、加えて、粉末粒子間の粒成長を抑制する効果がある。このため、従来の焼結条件に対して低温又は短時間で焼結が可能となり、従来の焼結において問題となっていた結晶粒の粗大化を抑制することができる。その結果、粉末の理論密度に近いバルク交換スプリング磁石において良好な磁石特性を実現することが可能となった。
【００４４】
特に、原料粒子間にホウ素原子のみならず酸素原子を同時に含有させたバルク構造を取ることによって、ホウ素原子のみの場合に比べて粒子の結晶成長を抑制する効果が飛躍的に向上する。これはＢ−Ｏ化合物の熱的安定性に起因するものと考えられる。また、本発明の構造を有するバルク磁石の機械的強度が向上する効果も認められている。
【００４５】
緻密化された原料粉末の粒子間への酸素原子の供給源としては、原料粉末にすでに含有されている酸素、酸素濃度の高い雰囲気下での粉末のハンドリング、緻密化工程における雰囲気からの供給、などが考えられるが、これらに限定されるものではない。しかしながら、一般的に希土類含有磁石材料は酸化による磁石特性の劣化が生じるため、必要以上の酸素原子の導入は好ましくない。なお、ホウ素原子は、原料粉末中に予め含有させることができる。
【００４６】
ハード相は、上述したように高保磁力の材料からなる永久磁石の相であり各種公知の材料を用いることが可能であり、具体例としてはイットリウムを含む希土類元素（ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム）、鉄および／またはコバルト、並びにホウ素を含有する系などが挙げられる。
【００４７】
ソフト相は、上述したように高磁束密度の材料からなる軟磁性の相であり各種公知の材料を用いることが可能であり、具体例としては鉄および／またはコバルトを含む系が挙げられ、より具体的には、α−Ｆｅ相、α−Ｆｅ相の一部がコバルト、ホウ素、イットリウムを含む希土類元素などで置換されたもの（Ｆｅ−Ｂ化合物、Ｆｅ−Ｃｏ化合物、など）が挙げられる。
【００４８】
原理的にはハード相とソフト相との組み合わせは任意に選択可能であるが、高い磁気特性を得るためにはハード相、ソフト相ともに高い飽和磁化を有するものの組み合わせが望ましい。なお、交換スプリング磁石中には、ハード相およびソフト相以外の結晶相として、Ｆｅ3Ｚｒ相などが含まれることがある。
【００４９】
磁石材料の組成としては、ハード相とソフト相とを同時に有し、また、原料粉末間にホウ素原子および酸素原子が凝集する構造を実現する組成であれば制約はないが、Ｎｄが４〜１１原子％、Ｂが３〜８原子％、残部が遷移金属で構成される場合（具体的には、磁石材料組成式がＮｄxＦｅ100-x-yＢyであって、ｘ＝４〜１１、ｙ＝３〜８である場合）に、ハード相とソフト相の割合のバランスにより磁石の保磁力と磁束密度が高いレベルで実現されるため高性能の磁石が得られるため好ましく、Ｎｄが７．５〜１０．５原子％、Ｂが５．５〜７．５原子％である場合（具体的には、磁石材料組成式がＮｄxＦｅ100-x-yＢyであって、ｘ＝７．５〜１０．５、ｙ＝５．５〜７．５である場合）がより好ましい。なお、Ｎｄについては一部をＰｒおよび／またはＤｙで置換してもよく、遷移金属はＦｅを主成分とするが一部をＣｏで置換したものであってもよい。また、ホウ素原子および酸素原子の凝集を助長し磁石特性を向上させるため、遷移金属の一部として少量の元素を添加することが好ましい。最適な添加元素及び添加量としては、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、およびＴｉからなる群より選択される１種類以上の元素を０．４〜５．０原子％程度添加することが好ましい。なお、磁石材料中の元素濃度の分析は、誘導結合プラズマ発光分析法により行うことができる。
【００５０】
本発明のバルク交換スプリング磁石は、バルク交換スプリング磁石の粒子内にもホウ素原子および酸素原子を含有しており、粒子内のホウ素原子濃度および酸素原子濃度と、粒子間の凝集部におけるホウ素原子濃度および酸素原子濃度との差が、磁石特性に大きく影響を与える。実験検討の結果、緻密化された原料粉末の粒子内部におけるホウ素原子の濃度に対する緻密化された原料粉末の粒子間のホウ素原子の濃度の比（粒子間濃度／粒子内部濃度）が１．２以上で、前記緻密化された原料粉末の粒子内部における酸素原子の濃度に対する前記緻密化された原料粉末の粒子間の酸素原子の濃度の比（粒子間濃度／粒子内部濃度）が１．２以上であることが好ましいことが明らかになった。この範囲とすることで粒子間化合物の熱安定性が維持され、バルク体の緻密化が向上する。さらに粒子間の結晶成長抑制効果が向上する。
【００５１】
なお、緻密化された原料粉末の粒子間にホウ素原子および酸素原子が凝集した部位の厚さが磁石特性にとって重要であり、６５ｎｍ以上であることが好ましい。この範囲とすることで緻密化が促進されて焼結後の磁石の密度が向上し、従って、高性能な磁石材料が得られる。
【００５２】
原料粉末の粒径は、緻密化が容易となる粒度分布を持つことが望ましい。そのため粒径が２０μｍ〜５００μｍの粉末を使用することが好ましい。この範囲とすることで原料粉末の表面積増大を抑制して酸化の影響を低減させ磁石特性を向上させることができ、また原料充填率を向上させて高密度のバルク磁石を実現できる。さらなる緻密化促進のためには、粒径が８０〜２００μｍの粉末を使用することが好ましい。なお、本発明において粉末の粒径とは、光学顕微鏡を用いて写真撮影を実施し、その写真内に観察される粒子の最も長い部分の径を測定して平均した値をいう。
【００５３】
本願第２の発明は、原料粉末を圧力３００〜１２００ＭＰａで圧縮する段階と、前記圧力で加圧した状態で、２５℃から昇温速度５〜４０℃／ｍｉｎで５５０〜８００℃の保持温度まで温度上昇させる段階と、前記保持温度で０．０１〜１０ｍｉｎ保持し、前記原料粉末を焼結させる段階とを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のバルク交換スプリング磁石の製造方法である。
【００５４】
原料粉末を圧縮する段階の温度は特に限られるものではないが、作業の容易さ、コストの観点から作業環境の温度下で圧縮することが好ましい。また、作業環境としては、原料粉末が酸化により劣化することを防ぐため、湿度などの環境に配慮することが好ましい。
【００５５】
本発明に係るバルク化された交換スプリング磁石の緻密化プロセスとしては、型に充填された粉末を圧縮下で加熱することが有効である。これを実現するためには、ホットプレスや放電プラズマ焼結などの適用が可能である。特に、放電プラズマ焼結は昇温速度の制御が容易であり、正確な温度プロファイルを実現しやすいので好ましい。また、型材に関しての制限はなく所望の型材を適宜使用できる。圧縮下での加熱処理の際のプロセス条件としては、緻密化を促進して磁石性能を向上させ、原料粉末の理論密度の９５％程度以上を容易に得るために、圧縮圧力は３００ＭＰａ以上が好ましい。圧縮力の増加により緻密化は促進されるが、生産性を考慮すると圧縮圧力は１２００ＭＰａ以下であることが適当である。
【００５６】
また、昇温速度は５〜４０℃／ｍｉｎが適当である。この範囲とすることで原料粉末間のホウ素原子及び酸素原子の凝集部を増加させることが可能であり、その結果、緻密化が向上する。また、試料内の温度分布をほぼ均一なものとすることができ、均一なバルク体が得られる。
【００５７】
さらに、保持温度及び保持時間を適切な範囲とすることで良好な磁気特性を得ることができる。これらの条件は詳細な検討の結果、保持温度は５５０〜８００℃、保持時間は０．０１〜１０分が適切である。この範囲とすることでハード相とソフト相の結晶粒成長が抑制されて磁石特性の向上がもたらされ、焼結体の密度も向上する。
【００５８】
なお、圧縮圧力は５００〜１２００ＭＰａ、昇温速度は１０〜２５℃／ｍｉｎ、保持温度は６５０〜７００℃、保持時間は３分以下であることがそれぞれ好ましく、磁石特性をさらに向上させることができる。
【００５９】
原料粉末を作製する方法として液体急冷法を用いる場合は、急冷の際のロール周速度の影響が大きい。このとき、アモルファス含有量の確保、および生産性を考慮するとロール周速度１０〜６０ｍ／ｓｅｃで作製した急冷薄帯であることが好ましい。さらにはアモルファス中に微細な結晶質が混在すると磁石特性の向上が顕著であり、この効果を得るためにロール周速度は１５〜３５ｍ／ｓｅｃであることがより好ましい。
【００６０】
その中で、原料粉末を焼結する段階の雰囲気圧力は１×１０−４〜９．５Ｐａであることが好ましく、２×１０−４〜３Ｐａであることがより好ましい。この範囲で加圧することによって、磁石特性を劣化させずに緻密化が可能である。すなわち、必要量の酸素が供給されてバルク体の緻密化及び粒子間の結晶成長抑制効果が向上し、また原料粉末粒子間のみに酸素原子が供給されることで磁石粉末内部にまで酸素原子が拡散するのを抑え、磁石粉末自体の酸化を抑制して磁石特性が向上する。
【００６１】
以上のような種々の適切な条件が存在するものの、原料粉末の粒子間に存在するホウ素原子及び酸素原子の凝集部の存在により、従来の焼結プロセスに比べて低温かつ短時間のプロセスによって、交換スプリング磁石の磁気特性を損なうことなく、原料粉末の理論密度近くまで密度を向上させることが可能となった。
【００６２】
本願第３の発明は、前記記載のバルク交換スプリング磁石を用いてなるモータ、磁界センサ、回転センサ、加速度センサ、またはトルクセンサである。本発明に係るバルク交換スプリング磁石は、従来のボンド磁石とした交換スプリング磁石では得られなかった高性能な磁石が実現できるため、この磁石をモータ、磁界センサ、回転センサ、加速度センサ、トルクセンサ等に応用した場合、製品の小型軽量化を促進することができ、例えば、自動車用部品に適用した場合には飛躍的な燃費の向上が可能となる。
【００６３】
本発明に係る交換スプリング磁石の厚さは特に制限されるものではなく、用途に応じて適宜調節することが好ましい。また、交換スプリング磁石の形状も、用途に応じて適宜調節することが好ましく、特に制限されるものではない。
【００６４】
一方、希土類磁石は酸化されやすいので、交換スプリング磁石の表面には保護膜を設けることもできる。保護膜の構成は特に限定されるものではなく、磁石特性に応じて好適な組成を選択し、充分な保護効果が得られるように厚さを決定すればよい。保護膜の具体例としては、金属膜、無機化合物膜、有機化合物膜が挙げられる。金属膜としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃａ、Ｍｏ、Ｎｉ等が挙げられ、無機化合物膜としては、ＴｉＮ、ＦｅＮ、ＣｒＮ等の遷移金属窒化物膜や、ＮｉＯ、ＦｅＯ等の遷移金属酸化膜が挙げられ、有機化合物膜としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、ポリエステル等からなる樹脂膜が挙げられる。保護膜の厚さは、保護膜を金属膜または無機化合物膜から構成する場合は、０．０１〜１０μｍ程度とすることが好ましく、保護膜を有機化合物から構成する場合は、３〜１０μｍ程度であることが好ましい。
【００６５】
交換スプリング磁石の加工には、各種公知技術を適宜適用できる。すなわち、研削（外面研削、内面研削、平面研削、成型研削）、切断（外周切断、内周切断）、ラッピング、面取りなどの加工を実施できる。加工用具としては、ダイヤモンド、ＧＣ砥石、外内周切断機、外内周研削機、平面研削機、ＮＣ旋盤、フライス盤、マシニングセンターなどが用いることができる。
【００６６】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００６７】
＜実施例１＞
図１は、ＮｄxＦｅ100-x-yＢy組成において、以下の製造条件で得られたバルク磁石のｘ及びｙの変化に対する磁石特性（最大エネルギー積）の相対値を示している。
・組成：ＮｄxＦｅ100-x-yＢy
・原料粉末作製条件：液体急冷法、ロール周速度＝２０ｍ／ｓｅｃ
・原料粉末粒径：１００μｍ
・焼結条件：加圧力＝８００ＭＰａ、昇温速度２０℃／ｍｉｎ、保持温度６７５℃、保持時間５ｍｉｎ、焼成時雰囲気圧力＝２．６×１０-4Ｐａ
図１から明らかなように、ｘ＝４〜１１、ｙ＝３〜８において磁石の最大エネルギー積が向上し、ｘ＝７．５〜１０．５、ｙ＝５．５〜７．５であるときに効果が顕著なことが分かる。また、一部をＰｒ又はＤｙで置換したもの、Ｆｅの一部をＣｏで置換したもの、ＦｅまたはＣｏの一部として少量の元素を添加（Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、およびＴｉからなる群より選択される１種類以上の元素が０．４〜５．０原子％程度）したものにおいても、同様の組成範囲で磁石特性の向上を確認した。
【００６８】
＜実施例２＞
図２は、ＮｄxＦｅ100-x-yＢy、ｘ＝４〜１１、ｙ＝３〜８組成のバルク磁石に関して、種々の作製条件で得られたバルク磁石の原料粒子間のＢ濃度とＯ濃度を原料粉末内部と比較して、磁気特性との関係を示しものである。図から明らかなようにＢ原子とＯ原子の濃度比がいずれも１．２以上の場合において磁石特性（最大エネルギー積）の向上が認められた。
【００６９】
＜実施例３＞
図３は、ＮｄxＦｅ100-x-yＢy、ｘ＝４〜１１、ｙ＝３〜８組成のバルク磁石に関して、種々の作製条件で得られたバルク磁石の原料粒子間のＢ原子及びＯ原子が凝集した部位の厚さと磁気特性との関係を示しものである。図から明らかなようにＢとＯ原子の凝集部の厚さが６５ｎｍ以上において磁石特性（最大エネルギー積）が向上していた。
【００７０】
＜実施例４＞
図４は、Ｎｄ9Ｄｙ1Ｆｅ77Ｃｏ5Ｎｂ2Ｂ6組成のバルク磁石に関して、原料粉末粒径と磁石特性（最大エネルギー積）の関係を示したものである。バルク磁石の作製条件は下記である。
・組成：Ｎｄ9Ｄｙ1Ｆｅ77Ｃｏ5Ｎｂ2Ｂ6
・原料粉末作製条件：液体急冷法、ロール周速度＝３０ｍ／ｓｅｃ
・焼結条件：加圧力＝１０００ＭＰａ、昇温速度２４℃／ｍｉｎ、保持温度６５０℃、保持時間３ｍｉｎ、雰囲気圧力＝２．６×１０-4Ｐａ
図４から分かるように、原料粉末粒径２０〜５００μｍにおいて磁石特性が向上し、８０〜２００μｍであるとき、より磁石特性が向上した。
【００７１】
＜実施例５＞
図５は、Ｎｄ7Ｄｙ1Ｆｅ74Ｃｏ5Ｃｒ5Ｂ8組成のバルク磁石に関して、焼結時の加圧力と磁石特性（最大エネルギー積）の関係を示したものである。バルク磁石の作製条件は下記である。
・組成：Ｎｄ7Ｄｙ1Ｆｅ74Ｃｏ5Ｃｒ5Ｂ8
・原料粉末作製条件：液体急冷法、ロール周速度＝１５ｍ／ｓｅｃ
・焼結条件：昇温速度３０℃／ｍｉｎ、保持温度６７５℃、保持時間５ｍｉｎ、雰囲気圧力＝２．６×１０-4Ｐａ
図５から分かるように、加圧力３００〜１２００ＭＰａにおいて磁石特性が向上し、５００〜１２００ＭＰａであるとき、より磁石特性が向上した。
【００７２】
＜実施例６＞
図６は、Ｎｄ4Ｔｂ1Ｆｅ81Ｃｏ7Ｃｕ3Ｂ4組成のバルク磁石に関して、焼結時の昇温速度と磁石特性（最大エネルギー積）の関係を示したものである。バルク磁石の作製条件は下記である。
・組成：Ｎｄ4Ｔｂ1Ｆｅ81Ｃｏ7Ｃｕ3Ｂ4
・原料粉末作製条件：液体急冷法、ロール周速度＝５０ｍ／ｓｅｃ
・焼結条件：加圧力＝５００ＭＰａ、保持温度６４０℃、保持時間８ｍｉｎ、雰囲気圧力＝２．６×１０-4Ｐａ
図から分かるように、昇温速度が５〜４０℃／ｍｉｎにおいて磁石特性が向上し、１０〜２５℃／ｍｉｎであるとき、より磁石特性が向上した。
【００７３】
＜実施例７＞
図７は、Ｎｄ10Ｆｅ75Ｃｏ8Ｖ1Ｂ6組成のバルク磁石に関して、焼結時の保持温度と磁石特性（最大エネルギー積）の関係を示したものである。バルク磁石の作製条件は下記である。
・組成：Ｎｄ10Ｆｅ75Ｃｏ8Ｖ1Ｂ6
・原料粉末作製条件：液体急冷法、ロール周速度＝１５ｍ／ｓｅｃ
・焼結条件：加圧力＝１０００ＭＰａ、昇温速度が２２℃／ｍｉｎ、保持時間０ｍｉｎ、雰囲気圧力＝２．６×１０-4Ｐａ
図７から分かるように、保持温度が５５０〜８００℃において磁石特性が向上し、６５０〜７００℃であるとき、より向上した。
【００７４】
＜実施例８＞
図８は、Ｎｄ8Ｄｙ1Ｆｅ75Ｃｏ4Ｖ2Ｂ7組成のバルク磁石に関して、焼結時の保持温度と磁石特性（最大エネルギー積）の関係を示したものである。バルク磁石の作製条件は下記である。
・組成：Ｎｄ8Ｄｙ1Ｆｅ75Ｃｏ4Ｖ2Ｂ7
・原料粉末作製条件：液体急冷法、ロール周速度＝２０ｍ／ｓｅｃ
・焼結条件：加圧力＝３００ＭＰａ、昇温速度が１０℃／ｍｉｎ、保持温度が７００℃、雰囲気圧力＝２．６×１０-4Ｐａ
図８から分かるように、保持時間は０〜１０ｍｉｎにおいて磁石特性が向上し、０〜３ｍｉｎであるとき、より向上した。
【００７５】
＜実施例９＞
図９は、Ｎｄ8Ｔｂ2Ｆｅ75Ｃｏ5Ｎｂ2Ｂ8組成のバルク磁石に関して、焼結時の保持温度と磁石特性（最大エネルギー積）の関係を示したものである。バルク磁石の作製条件は下記である。
・組成：Ｎｄ8Ｔｂ2Ｆｅ75Ｃｏ5Ｎｂ2Ｂ8
・原料粉末作製条件：液体急冷法
・焼結条件：加圧力＝１０００ＭＰａ、昇温速度が２５℃／ｍｉｎ、保持時間２ｍｉｎ、保持温度が６８０℃、雰囲気圧力＝２．６×１０-4Ｐａ
図９から分かるように、ロール周速度は１０〜６０ｍ／ｓｅｃにおいて磁石特性が向上し、１５〜３５ｍ／ｓｅｃであるとき、より向上した。
【００７６】
＜実施例１０＞
図１０は、Ｎｄ１０Ｆｅ７５Ｃｏ８Ｖ１Ｂ６組成のバルク磁石に関して、焼結時の保持温度と磁石特性（最大エネルギー積）の関係を示したものである。バルク磁石の作製条件は下記である。
・組成：Ｎｄ１０Ｆｅ７５Ｃｏ８Ｖ１Ｂ６
・原料粉末作製条件：液体急冷法、ロール周速度＝２０ｍ／ｓｅｃ
・焼結条件：加圧力＝１０００ＭＰａ、昇温速度が２０℃／ｍｉｎ、保持時間０ｍｉｎ、保持温度が６５０℃
図１０から分かるように、焼結時の雰囲気圧力は１×１０−４〜９．５Ｐａにおいて磁石特性が向上し、２×１０−４〜３Ｐａであるとき、より向上した。
【００７７】
＜実施例１１＞
図１１は、バルク磁石を電気自動車又はハイブリッド電気自動車の駆動用モータに応用した例である。従来のボンド磁石を用いたモータとの比較実験を行ったところ、最大トルクが１．４倍に増加した。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＮｄxＦｅ100-x-yＢy組成において、以下の製造条件で得られたバルク磁石のｘ及びｙの変化に対する磁石性能の相対値を示す図である。
【図２】  ＮｄxＦｅ100-x-yＢy、ｘ＝４〜１１、ｙ＝３〜８組成のバルク磁石に関して、バルク磁石の原料粒子間のＢ濃度とＯ濃度を原料粉末内部と比較して磁気特性との関係を示す図である。
【図３】  ＮｄxＦｅ100-x-yＢy、ｘ＝４〜１１、ｙ＝３〜８組成のバルク磁石に関して、バルク磁石の原料粒子間の高Ｂ及びＯ濃度部の厚さと磁気特性との関係を示す図である。
【図４】  Ｎｄ9Ｄｙ1Ｆｅ77Ｃｏ5Ｎｂ2Ｂ6組成のバルク磁石に関して、原料粉末粒径と磁石特性の関係を示す図である。
【図５】  Ｎｄ7Ｄｙ1Ｆｅ74Ｃｏ5Ｃｒ5Ｂ8組成のバルク磁石に関して、焼結時の加圧力と磁石特性の関係を示す図である。
【図６】  Ｎｄ4Ｔｂ1Ｆｅ81Ｃｏ7Ｃｕ3Ｂ4組成のバルク磁石に関して、焼結時の昇温速度と磁石特性の関係を示す図である。
【図７】  Ｎｄ10Ｆｅ75Ｃｏ8Ｖ1Ｂ6組成のバルク磁石に関して、焼結時の保持温度と磁石特性の関係を示す図である。
【図８】  Ｎｄ8Ｄｙ1Ｆｅ75Ｃｏ4Ｖ2Ｂ7組成のバルク磁石に関して、焼結時の保持温度と磁石特性の関係を示す図である。
【図９】  Ｎｄ8Ｔｂ2Ｆｅ75Ｃｏ5Ｎｂ2Ｂ8組成のバルク磁石に関して、焼結時の保持温度と磁石特性の関係を示す図である。
【図１０】  Ｎｄ10Ｆｅ75Ｃｏ8Ｖ1Ｂ6組成のバルク磁石に関して、焼結時の保持温度と磁石特性の関係を示す図である。
【図１１】  バルク磁石を電気自動車又はハイブリッド電気自動車の駆動用モータに応用した例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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