特許 6191497 電着装置及び希土類永久磁石の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6191497

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】電着装置及び希土類永久磁石の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 13/00 20060101AFI20170828BHJP

   C25D 13/02 20060101ALI20170828BHJP

   C25D 13/12 20060101ALI20170828BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20170828BHJP

   H01F 1/057 20060101ALI20170828BHJP

   H01F 1/08 20060101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   C25D13/00 Z

   C25D13/00 303C

   C25D13/02 Z

   C25D13/12 A

   H01F41/02 G

   H01F1/057

   H01F1/08

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-29677(P2014-29677)

(22)【出願日】2014年2月19日

(65)【公開番号】特開2015-151624(P2015-151624A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2016年2月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002060

【氏名又は名称】信越化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079304

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100114513

【弁理士】

【氏名又は名称】重松 沙織

(74)【代理人】

【識別番号】100120721

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 克成

(74)【代理人】

【識別番号】100124590

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 武史

(74)【代理人】

【識別番号】100157831

【弁理士】

【氏名又は名称】正木 克彦

(72)【発明者】

【氏名】栗林 幸弘

(72)【発明者】

【氏名】長崎 欣史

【審査官】 國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−３１１９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０２９８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０５８７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１９８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５１７００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２２１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Soderznik, M., et al.，The grain-boundary diffusion process in Nd-Fe-B sintered magnets based on the electrophoretic deposition of DyF3，Intermetallics，２０１２年１２月２７日，23(2012)，p.158-162

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｄ １３／００−２１／２２

Ｈ０１Ｆ １／００− １／１１７

Ｈ０１Ｆ １／４０− １／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｒ¹−Ｆｅ−Ｂ系組成（Ｒ¹はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）からなる焼結磁石体に、Ｒ²の酸化物、フッ化物、酸フッ化物、水素化物又は希土類合金（Ｒ²はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）を含有する粉末を塗布し熱処理してＲ²を焼結磁石体に吸収させる希土類永久磁石の製造方法において、
上記粉末を溶媒に分散させた電着液に上記焼結磁石体を浸漬し、この焼結磁石体と対向して配置した対極と該焼結磁石体との間に電圧を印加して、上記粉末を焼結磁石体表面に電着させて塗布する電着装置であって、
上記電着液を収容し、この電着液に焼結磁石体を浸漬して電着を行う内槽と、
上記内槽を収容し、該内槽からオーバーフローする上記電着液を受容する外槽と、
上記外槽内の電着液を上記内槽内の下部へと返送する電着液返送手段と、
上記内槽内に配設され、該内槽の上端面からオーバーフローする電着液の液面の波立ちを抑制する整流部材と、
上記焼結磁石体を保持し、上記内槽内の電着液に該焼結磁石体を部分的に浸漬する保持手段と、
上記保持手段に保持して電着液に浸漬した上記焼結磁石体と対向するように上記内槽内に配置された対極と、
上記焼結磁石体と対極との間に所定の電圧を印加する電圧印加手段とを具備してなる電着装置を用い、
上記内槽から上記電着液をオーバーフローさせると共に、上記電着液返送手段により電着液を上記外槽から内槽の下部へと返送して循環させ、この状態で上記保持手段に保持した上記焼結磁石体を上記内槽内の電着液に部分的に浸漬し、該焼結磁石体と上記対極との間に上記電圧印加手段により所定の電圧を所定時間印加して、上記粉末を上記焼結磁石体表面に電着塗布して該焼結磁石体表面に部分的に塗膜を形成し、上記熱処理を施すことを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。

【請求項2】

上記内槽の周壁上端縁部の全周に亘って多数のＶ字状の切欠きを均等に設け、この切欠きから上記電着液をオーバーフローさせるように構成した請求項１記載の希土類永久磁石の製造方法。

【請求項3】

上記内槽内の下部に底壁に沿って返送パイプを配設し、上記電着液返送手段により、この返送パイプの周壁に設けた多数の噴出孔から電着液を噴出させて、上記電着液を上記内槽へと導入するように構成した請求項１又は２記載の希土類永久磁石の製造方法。

【請求項4】

上記返送パイプの噴出孔の孔径が、上記電着液返送手段に接続された基端部から先端部に向けて漸次又は段階的に小さくなるように設定された請求項３記載の希土類永久磁石の製造方法。

【請求項5】

上記整流部材が、多数のパンチ穴が形成された板状体からなり、上記内槽の高さ方向中間部に該内槽を上下に仕切るように水平方向に沿って配設された整流板である請求項１〜４のいずれか１項に記載の希土類永久磁石の製造方法。

【請求項6】

上記整流板のパンチ穴の径が、整流板の中央部よりも周縁部が小さく設定された請求項５記載の希土類永久磁石の製造方法。

【請求項7】

上記対極が、多数のパンチ穴が形成された金属板からなり、上記整流板の上側に配置された請求項５又は６記載の希土類永久磁石の製造方法。

【請求項8】

上記対極が、多数のパンチ穴が形成された円形の金属板からなり、かつ中央部又は全体が略円錐台状に形成された請求項７記載の希土類永久磁石の製造方法。

【請求項9】

電着液の状態をモニターする液面計、温度計、濃度計、流量計の１又は２以上を備えた請求項１〜８のいずれか１項に記載の希土類永久磁石の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗布剤を溶媒に分散又は溶解させた電着液に被処理物を部分的に浸漬し、この被処理物と対向して配置した対極と該被処理物との間に電圧を印加して、上記塗布剤を被処理物表面の所定範囲に部分的に電着させて塗布する電着装置、及び該電着装置を用いた希土類永久磁石の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は、その優れた磁気特性のために、ますます用途が広がってきている。近年、モータや発電機などの回転機の分野においても、機器の軽量短小化、高性能化、省エネルギー化に伴い、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石を利用した永久磁石回転機が開発されている。回転機中の永久磁石は、巻き線や鉄心の発熱により高温に曝され、更に巻き線からの反磁界により極めて減磁しやすい状況下にある。このため、耐熱性、耐減磁性の指標となる保磁力が一定以上あり、磁力の大きさの指標となる残留磁束密度ができるだけ高いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石が要求されている。

【0003】

Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の残留磁束密度増大は、Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ化合物の体積率増大と結晶配向度向上により達成され、これまでに種々のプロセスの改善が行われてきている。保磁力の増大に関しては、結晶粒の微細化を図る、Ｎｄ量を増やした組成合金を用いる、あるいは効果のある元素を添加する等、様々なアプローチがある中で、現在最も一般的な手法はＤｙやＴｂでＮｄの一部を置換した組成の合金を用いることである。Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ化合物のＮｄをこれらの元素で置換することで、化合物の異方性磁界が増大し、保磁力も増大する。一方で、ＤｙやＴｂによる置換は化合物の飽和磁気分極を減少させる。従って、上記手法で保磁力の増大を図る限りでは残留磁束密度の低下は避けられない。

【0004】

これに対し、残留磁束密度と保磁力とを両立させ得る方法として、Ｒ¹−Ｆｅ−Ｂ系組成（Ｒ¹はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）からなる焼結磁石体表面に、Ｒ²の酸化物、フッ化物又は酸フッ化物（Ｒ²はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）を含有する粉末を塗布し熱処理してＲ²を焼結磁石体に吸収させる方法が提案されている（特許文献１：特開２００７−５３３５１号公報、特許文献２：国際公開第２００６／０４３３４８号）。

【0005】

この方法によれば、残留磁束密度の減少を抑制しつつ保磁力を増大させることが可能であるが、その実施に際しては未だ種々改善が望まれる。即ち、焼結磁石体表面に粉末を存在させる方法としては、上記粉末を水や有機溶媒に分散させた分散液に焼結磁石体を浸漬し、又はこの分散液をスプレーして塗布し、乾燥させる方法が採られるが、浸漬法やスプレー法では、粉末の塗着量をコントロールすることが難しく、上記Ｒ²を十分に吸収させることができなかったり、逆に必要以上の粉末が塗布され貴重なＲ²を無駄に消費してしまう場合もある。また、塗膜の膜厚にバラツキが生じやすく、膜の緻密性も高くないため、保磁力増大を飽和にまで高めるには過剰な塗着量が必要になる。更に、粉末からなる塗膜の密着力が低いために塗着工程から熱処理工程が完了するまでの作業性に劣るという問題もあり、また更に大面積の処理が困難であるとの問題もある。

【0006】

上記Ｒ²の粉末を上記焼結磁石体表面に効率的かつ良好に塗着させる方法として、Ｒ²の粉末を分散した電着液に焼結磁石体を浸漬し、電着法によりＲ²の粉末を塗着させる方法が考えられ、この電着法によれば粉末の塗着量を良好にコントロールし得、かつ塗膜の均一化や良好な密着性を達成することが可能である。しかしながら、ＤｙやＴｂなどの希土類元素は貴重で非常に高価であるため、更に効率的かつ経済的にこれらの粉末を希土類磁石元素に塗布する方策が求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７−５３３５１号公報

【特許文献2】国際公開第２００６／０４３３４８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、例えば、Ｒ¹−Ｆｅ−Ｂ系組成（Ｒ¹はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）からなる焼結磁石体表面に、Ｒ²の酸化物（Ｒ²はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）等を含有する粉末を塗布し熱処理して希土類永久磁石を製造する際に、上記粉末を焼結磁石体表面に塗布する工程に好適に使用し得、より効率的かつ経済的に上記粉末を電着塗布することができ、これにより上記粉末を緻密でムラのない膜として無駄なく磁石体表面に塗布し、良好な残留磁束密度と高い保磁力を有する高性能な希土類磁石を効率的かつ経済的に製造することができる電着装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記目的を達成するため、下記電着装置を用いた希土類永久磁石の製造方法を提供する。
請求項１：
Ｒ¹−Ｆｅ−Ｂ系組成（Ｒ¹はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）からなる焼結磁石体に、Ｒ²の酸化物、フッ化物、酸フッ化物、水素化物又は希土類合金（Ｒ²はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）を含有する粉末を塗布し熱処理してＲ²を焼結磁石体に吸収させる希土類永久磁石の製造方法において、
上記粉末を溶媒に分散させた電着液に上記焼結磁石体を浸漬し、この焼結磁石体と対向して配置した対極と該焼結磁石体との間に電圧を印加して、上記粉末を焼結磁石体表面に電着させて塗布する電着装置であって、
上記電着液を収容し、この電着液に焼結磁石体を浸漬して電着を行う内槽と、
上記内槽を収容し、該内槽からオーバーフローする上記電着液を受容する外槽と、
上記外槽内の電着液を上記内槽内の下部へと返送する電着液返送手段と、
上記内槽内に配設され、該内槽の上端面からオーバーフローする電着液の液面の波立ちを抑制する整流部材と、
上記焼結磁石体を保持し、上記内槽内の電着液に該焼結磁石体を部分的に浸漬する保持手段と、
上記保持手段に保持して電着液に浸漬した上記焼結磁石体と対向するように上記内槽内に配置された対極と、
上記焼結磁石体と対極との間に所定の電圧を印加する電圧印加手段とを具備してなる電着装置を用い、
上記内槽から上記電着液をオーバーフローさせると共に、上記電着液返送手段により電着液を上記外槽から内槽の下部へと返送して循環させ、この状態で上記保持手段に保持した上記焼結磁石体を上記内槽内の電着液に部分的に浸漬し、該焼結磁石体と上記対極との間に上記電圧印加手段により所定の電圧を所定時間印加して、上記粉末を上記焼結磁石体表面に電着塗布して該焼結磁石体表面に部分的に塗膜を形成し、上記熱処理を施すことを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。
請求項２：
上記内槽の周壁上端縁部の全周に亘って多数のＶ字状の切欠きを均等に設け、この切欠きから上記電着液をオーバーフローさせるように構成した請求項１記載の希土類永久磁石の製造方法。
請求項３：
上記内槽内の下部に底壁に沿って返送パイプを配設し、上記電着液返送手段により、この返送パイプの周壁に設けた多数の噴出孔から電着液を噴出させて、上記電着液を上記内槽へと導入するように構成した請求項１又は２記載の希土類永久磁石の製造方法。
請求項４：
上記返送パイプの噴出孔の孔径が、上記電着液返送手段に接続された基端部から先端部に向けて漸次又は段階的に小さくなるように設定された請求項３記載の希土類永久磁石の製造方法。
請求項５：
上記整流部材が、多数のパンチ穴が形成された板状体からなり、上記内槽の高さ方向中間部に該内槽を上下に仕切るように水平方向に沿って配設された整流板である請求項１〜４のいずれか１項に記載の希土類永久磁石の製造方法。
請求項６：
上記整流板のパンチ穴の径が、整流板の中央部よりも周縁部が小さく設定された請求項５記載の希土類永久磁石の製造方法。
請求項７：
上記対極が、多数のパンチ穴が形成された金属板からなり、上記整流板の上側に配置された請求項５又は６記載の希土類永久磁石の製造方法。
請求項８：
上記対極が、多数のパンチ穴が形成された円形の金属板からなり、かつ中央部又は全体が略円錐台状に形成された請求項７記載の希土類永久磁石の製造方法。
請求項９：
電着液の状態をモニターする液面計、温度計、濃度計、流量計の１又は２以上を備えた請求項１〜８のいずれか１項に記載の希土類永久磁石の製造方法。

【0011】

即ち、本発明の電着装置は、上記請求項１に記載のように、保持手段により保持した被処理物を内槽に収容された電着液に部分的に浸漬し、これと対向して配設された対極との間に電圧印加手段により所定の電圧を所定時間印加し、電着液中に分散又は溶解した塗布剤を被処理物表面に部分的に電着させ、塗着するものである。この場合、本発明の電着装置では、電着液を内槽からオーバーフローさせて外槽で受容すると共に、これを電着液返送手段で内槽へと戻して循環させながら上記電着を行うので、電着液中の塗布剤濃度を均一に保つことができると共に、該電着液の液面を上記内槽の上端面と一致した一定の高さに維持することができ、しかも上記整流部材により液面の波立ちを抑制しながら上記電着を行うことができる。このため、被処理物を部分的に電着液に浸漬して電着を行う際、均一濃度で波立ちのない安定的かつ平坦な液面を有する電着液が一定の液面高さに維持され、部分的に電着液に浸漬した被処理物の浸漬深さ（浸漬範囲）を所望の範囲に確実に維持しながら電着を行うことができる。これにより、被処理物表面の所望の範囲に均一な塗膜を確実に電着塗布することができ、しかも電圧や通電時間、電着液濃度、電極の形状や大きさ等の電着条件を調節することにより、塗膜の厚み（塗着量）を容易かつ正確に調節することができる。

【0012】

従って、本発明の希土類磁石の製造方法では、Ｒ¹−Ｆｅ−Ｂ系組成（Ｒ¹はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）からなる焼結磁石体に、Ｒ²の酸化物、フッ化物、酸フッ化物、水素化物又は希土類合金（Ｒ²はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）を含有する粉末を塗布し熱処理してＲ²を焼結磁石体に吸収させ、希土類永久磁石を製造する際に、この電着装置を用い、上記焼結磁石体の必要範囲に部分的に上記粉末を電着塗布し、熱処理して拡散吸収させることにより、大幅に上記粉末の使用量を削減して、しかも必要箇所にはＤｙやＴｂなどの希土類元素を良好に拡散吸収させることができ、良好な残留磁束密度と高い保磁力を有する高性能な希土類磁石を効率的かつ経済的に製造することができる。

【0013】

ここで、上記請求項２〜８に記載の実施態様は、いずれも内槽に収容されオーバーフローしながら内槽上端面に液面を形成する電着液の波立ちを抑制して、液面をより平坦に維持するための工夫を施したものである。即ち、請求項２にあっては内槽の周壁上端縁部に均等に配置形成したＶ字の切欠きから電着液をオーバーフローさせることにより、表面張力の影響を効果的に排除して電着液の液面をより平坦に形成することができる。

【0014】

また、請求項３，４にあっては内槽の底面に沿って配設した返送パイプの周面に形成した噴出孔から電着液を噴出させ電着液を内槽の下部の広い範囲から導入して循環させるようにすることにより、液面の波立ちを防止するようにしたものである。この場合、返送パイプの噴出孔から噴出される電着液は、パイプの先端部側がより高い速度で噴出される傾向にあるため、請求項４のように、噴出孔の孔径を上記電着液返送手段に接続された基端部から先端部に向けて漸次又は段階的に小さくなるように設定して基端側の吐出量を増やすことにより、より均一に電着液を内槽に導入することができ、より確実に液面の波立ちを抑制することができるものである。

【0015】

上記請求項５，６は、整流部材としてパンチ穴を有する整流板を用い、これを内槽の上下方向中間部に水平方向に沿って配設することにより、電着液の液面の波立ちを防止するようにしたものである。この場合、内槽下部に導入され内槽の上端からオバーフローする電着液は内槽の周壁近傍の流速が中央部よりも速くなる傾向があり、上記請求項６は整流板のパンチ穴の径を中央部よりも周縁部を小さく設定してこの速度差による液面の波立ちを抑制するようにしたものである。

【0016】

上記請求項７，８は、対極としてパンチ穴が形成された金属板を用いることにより、対極の存在による液面の乱れを防止するようにしたものである。更に、請求項８は、対極の形状が塗膜に及ぼす影響を検討し、これを適正化して塗布ムラ（塗着量のばらつき）をより低減化したものである。

【0017】

また、請求項９は、電着液の液量、温度、流量をモニターして安定的に電解を行うようにしたものである。

【発明の効果】

【0018】

本発明の電着装置によれば、被処理物を部分的に電着液に浸漬して、電着による塗布剤の塗布を被処理物の所定箇所に対して部分的に良好に行うことができる。この場合、電着液をオーバーフローさせ循環させることにより電着液を均一に保ち、しかもこのオーバーフローする電着液の液面を平坦に制御して電着操作を行うことができる。これにより、被処理物の浸漬量（浸漬深さ）を正確に調節することができ、塗布剤を塗着させる位置や範囲を正確かつ容易に制御することができる。

【0019】

従って、Ｒ¹−Ｆｅ−Ｂ系組成（Ｒ¹はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）からなる焼結磁石体表面に、Ｒ²の酸化物、フッ化物、酸フッ化物、水素化物又は希土類合金（Ｒ²はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）を含有する粉末を塗布し熱処理して希土類永久磁石を製造する際に、上記電着装置を用いて焼結磁石体に部分的に上記粉末を電着して塗布することにより、必要箇所（特に保磁力が要求される部分）に対して部分的に正確に塗膜を形成することができ、これにより上記粉末の使用量を大幅に削減し得、しかも必要箇所には全面に塗膜を形成した場合と同等の十分な保磁力増大効果が得られる。よって、高い残留磁束密度と高い保磁力を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を確実に得ることができ、しかも希土類元素を含む高価な粉末の使用量を、磁気特性を低下させることなく効果的に削減して、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を効率的かつ経済的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施例にかかる電着装置を示す概略図である。

【図2】同電着装置を構成する内槽を示す斜視図である。

【図3】同電着装置を構成する対極の一例を示す斜視図である。

【図4】参考実験例１〜３で用いた電着装置を示す概略図である。

【図5】実験例４〜６で用いた対極を示す寸法図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の電着装置は、塗布剤を溶媒に分散又は溶解させた電着液に被処理物を浸漬し、この被処理物と対向して配置した対極と該被処理物との間に電圧を印加して、上記塗布剤を被処理物表面に電着させて塗布する電着装置であり、上述のように、被処理物を部分的に電着液に浸漬して被処理物の所定箇所に対して部分的に電着塗布を行うことができ、しかもその電着塗布により、所定箇所に対して正確に均一な塗膜を確実に形成することができるものである。以下、この本発明電着装置につき、実施例を示してより具体的に説明する。

【実施例】

【0022】

図１に示す装置は、本発明の一実施例にかかる電着装置である。図中１は上端面が開放した四角箱形の内槽であり、この内槽１に電着液２が収容される。図中３は上端面が開放した四角箱形の外槽であり、この外槽３は上記内槽１よりも大きく形成され、該内槽１を収容して内槽１からオーバーフローする電着液２を受容するようになっている。また、図中４は外槽３の底壁に設けられた排出口と上記内槽１内の下部に配設された後述する返送パイプ７，７とを接続する戻り配管であり、ポンプ４１によりこの戻り配管４を通して外槽３内の電着液を内槽１の下部へと返送し、電着液２を循環させるようになっている。この戻り配管４とポンプ４１により電着液返送手段が構成されている。なお、この電着液返送手段には流量計を設置することができ、これにより電着液２の循環量（循環速度）を監視、調節することができる。

【0023】

上記内槽１の周壁上端縁部には、図２に示されているように、外面側に上方へ向けてテーパー処理が施され、周壁上端縁が刃先状に形成されていると共に、この周壁上端縁部に多数のＶ字状の切欠き１１が形成されている。これにより、内槽１の上端面からオーバーフローする電着液２は、このＶ字状の切欠き１１を通って四辺から均等に排液され、これにより平面張力の影響によって電着液２の液面が湾曲することが効果的に抑制されて、電着液２の液面（オーバーフロー面）を平坦に維持することができるようになっている。この切欠き１１の深さ、Ｖ字の角度、個数、間隔などは、内槽１上端面の大きさや形状、電着液の種類や流速（循環速度）などに応じて適宜設定され、通常は実際に電着液２を循環させて実験的に求めることが好ましい。

【0024】

上記内槽１には、その高さ方向中間部のやや上方に、四角板状の整流板（整流部材）５が水平方向に沿って配設されており、この整流板５により内槽１が上下に仕切られた状態となっている。図２に示されているように、この整流板５には、大中小３種類のパンチ穴（５１，５２，５３）が形成されている。この場合、小パンチ穴５３は整流板５の全面に亘って均一に配置されている。そして、この小パンチ穴５３の間を埋めるように大パンチ穴５１と中パンチ穴５２が均等に配置されているが、大パンチ穴５１は整流板５の中央部の所定範囲に配置され、中パンチ穴５２は整流板５の周縁部の所定範囲に配置されている。このように、整流板５の中央部のパンチ穴５１を大きくし周縁部のパンチ穴５２をそれよりも小さく設定した理由は次の通りである。

【0025】

即ち、内槽１の下部に返送された電着液２は内槽１の上端からオーバーフローするが、その電着液の流れは周壁近くの流速が中央部よりも速くなり易く、これに対し整流板５のパンチ穴の径を中央部が周縁部よりも大きくなるように設定することにより、この流速差を効果的に抑制して、この流速差に起因する電着液２の液面の波立ちを良好に防止することができるものである。

【0026】

この整流板５の材質に制限は無く、適宜選択することができ、種々の金属板や合成樹脂板を用いることができるが、後述するように整流板５に対極を固定する場合には、塩化ビニル等の絶縁性の合成樹脂で形成する必要がある。なお、整流部材は、このような整流板５に限定されるものではなく、メッシュ板やエキスパンド状の板を用いることもでき、更に複数の整流板を組み合わせて構成することも可能である。

【0027】

上記整流板の上面中央部には、四角板状の金属板からなる対極６が配設されており、この対極６にもパンチ穴が均等に形成され、電着液２が通過し得るようになっている。この対極６はステンレススチール等の良導電性を有する金属板を用いて形成することができる。また、対極６の形状は被処理物の形状、電着処理を施す箇所、浸漬時の形態、電着液の溶媒や塗布剤の種類、更に種々の電着条件などに応じて適宜設定することができる。例えば、パンチ穴が形成された金属板を円柱状や方形箱状に加工したり、図３に示したように、パンチ穴が形成された円形金属板の中央部を円錐台状に膨出させた形状に加工した対極６１を用いることができる。

【0028】

ここで、本発明者らの検討によれば、図３に示された、円形金属板の中央部を円錐台状に膨出させた形状の対極６１は、塗膜の厚さ（塗着量）の均一性を向上させることに有効である。特に、Ｒ¹−Ｆｅ−Ｂ系組成（Ｒ¹はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）からなる焼結磁石体の表面に、部分的にＲ²の酸化物（Ｒ²はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）等を含有する粉末を電着塗布する際に、該粉末の塗布ムラ（塗着量のばらつき）を効果的に防止することができる。

【0029】

また、対極６の大きさは、特に制限はなく適宜設定されるが、通常は被処理物ｐの大きさの１／２から３倍の大きさから適宜設定することができる。この場合、対極の大きさが非常に大きくなる場合には、上記整流板５をステンレススチール等の良導電性の金属で形成して整流板５が対極を兼ねるようにすることも可能である。なお、対極６の配設位置は、整流板５の上側であればよく、整流板５と所定間隔離間させて配置してもよい。

【0030】

次に、図中７，７は、上記内槽１内の下部に底壁に沿って配設された２本の返送パイプであり、上記電着液返送手段の戻り配管４に接続され、周壁に均等に配設形成された多数の噴出孔（図示せず）から電着液２を噴出して内槽１内の下部に電着液２を導入するものである。この返送パイプ７，７は、図２に示されているように、所定間隔離間して平行に内槽１内の下部に配置され、その基端部が内槽１の外側で互いに連結され上記戻り配管４に接続されている。

【0031】

ここで、この返送パイプ７，７に設けられた噴出孔は、特に図示していないが、パイプ周壁の下側に均等に配置され、電着液２を内槽１の底壁に向けて噴出するようになっている。この場合、噴出孔から噴出される電着液２の吐出量は戻り配管４に接続された基端側よりも先端側が多くなる傾向があり、これを是正するため、噴出孔の孔径を、戻り配管４に接続された基端部から先端部に向けて漸次又は段階的に小さくなるように設定することが好ましい。

【0032】

図中８は、被処理物ｐを保持して、上記内槽１の電解液２に該被処理物ｐを部分的に浸漬するメカニカルクランプ（保持手段）である。このメカニカルクランプ８は例えばロボットアーム等に接続されて上下左右に移動可能に構成されており、被処理物ｐを所定の姿勢で安定的に保持して被処理物ｐを上方から電解液２中に浸漬し、その状態を安定的に維持した後に引上げることができ、更に被処理物ｐの浸漬量（浸漬深さ）や対極６との相対的位置などを調節し得るようになっている。なお、保持手段は、このようなメカニカルクランプに限定されるものではなく、被処理物ｐを所定の姿勢で安定的に保持することができ、少なくとも上下動可能で、保持した被処理物ｐを上方から電解液２中に浸漬／引上げることができると共に、被処理物ｐの浸漬量（浸漬深さ）を調節し得るものであればよく、適宜構成すればよい。

【0033】

このメカニカルクランプ８には、特に図示していないが、被処理物ｐを保持した際に被処理物に所定の圧力で接触するプローブが設けられており、このプローブを介して後述する直流電源装置９から被処理物ｐに通電するようになっている。なお、保持手段自体を介して良好に被処理物ｐに通電し得る場合には、プローブなどの被処理物ｐと通電させるための手段は省略して差し支えない。

【0034】

図中９は、直流電源装置（電圧印加手段）であり、この直流電源装置９は上記対極６及び上記メカニカルクランプ８の上記プローブと接続されており、上記メカニカルクランプ８に保持された被処理物ｐと対極６との間に所定の電圧を印加するようになっている。ここで、図１では、被処理物ｐ側を陰極（カソード）、対極６側を正極（アノード）としているが、印加電圧の極性は、用いられる電着液中の塗布剤の極性に応じて設定される。

【0035】

図中１０は、外槽３内の電着液の液面を検知する液面計であり、この液面計１０により電着液の液量を管理するようになっている。また、特に図示していないが、必要に応じて電解液をモニターするための温度計、濃度計等を設置することができ、また電解液の液温を管理するチラーや電解液から異物を除去するためのフィルターなどが適宜設置される。

【0036】

次に、Ｒ²の酸化物、フッ化物、酸フッ化物、水素化物又は希土類合金（Ｒ²はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）を含有する粉末を溶媒に分散した電着液に、Ｒ¹−Ｆｅ−Ｂ系組成（Ｒ¹はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）からなる焼結磁石体を部分的に浸漬して、該焼結磁石体表面に上記粉末を電着し塗布して該被処理物表面に部分的に塗膜を形成する場合を例として、上記電着装置の使用法及び動作について説明する。

【0037】

上記内槽１及び外槽３に上記粉末を溶媒に分散した電着液を収容し、上記ポンプ４１を動作させて、外槽３内の電解液を上記戻し配管４を通して上記内槽１の返送パイプ７へと送り、該返送パイプ７の噴出孔（図示せず）から噴出させる。これにより、内槽１内の電解液２を内槽１の上端面からオーバーフローさせて外槽３で受容し、電解液２を循環させる。

【0038】

このとき、内槽１内を流動する電解液２は上記整流板５の作用により整流され、また内槽１の周壁上端縁部に形成された上記Ｖ字状の切欠き１１を通ってオーバーフローし、この切欠き１１の作用により平面張力の影響が可及的に抑制され、内槽１からオーバーフローする電解液２の液面が平坦に維持され、内槽１の上端面に沿って電着液２の平坦な液面が形成される。

【0039】

この場合、電着液２の液面は、波立ち等による凹凸の高さが３ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ以下の鏡面状であることが好ましい。これにより、焼結磁石体（被処理物）ｐの浸漬量（浸漬深さ）をｍｍ単位で調節することができる。

【0040】

上記電着液２の循環量は、内槽１のサイズに応じて適宜設定されるものであり、特に制限は無いが、例えば内槽１の容量が２０Ｌ〜５０Ｌの場合、１０Ｌ／ｍｉｎ〜２５０Ｌ／ｍｉｎとすることができ、好ましくは２０Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎ、より好ましくは３０Ｌ／ｍｉｎ〜６０Ｌ／ｍｉｎとすることができる。この場合、循環量が少なすぎると、内槽１や外槽３の流れが弱い箇所に粉末が沈殿しやすくなり、一方多過ぎると内槽１上端面の流量が多くなり、液面が波立って均一な電着塗布を部分的に行うことが困難になる。

【0041】

また、この電着液２の循環は、上記ポンプ４１をインバーター制御して行うこともできる。これにより、電着操作の休止中は例えば３０Ｌ／ｍｉｎ以下の低速循環とし、電着操作中は流量を３０〜６０Ｌ／ｍｉｎに上げて使用することでき、電力量を抑えながら電着液中の粉末の分散状態を常に良好な状態に保ちながら電着操作を行うことができる。

【0042】

このように電着液を循環させた状態で、上記メカニカルクランプ８に上記焼結磁石体（被処理物）ｐを保持し、上記内槽１の電着液２中に上方から所定の深さまで浸漬し、焼結磁石体ｐの必要箇所を電解液２と接触させる。即ち、焼結磁石体ｐの一部を電着液２の液面近傍に浸漬する。そして、上記直流電源装置９により焼結磁石ｐと対極６との間に所定の電圧を所定時間印加して、電着液中に分散した上記粉末を焼結磁石体ｐの浸漬箇所に電着させて塗布し、上記粉末の塗膜を形成する。

【0043】

この場合、通電条件は適宜設定すればよく、特に制限されるものではないが、通常は電圧１〜３００Ｖ、特に５〜５０Ｖ、印加時間１〜３００秒、特に５〜６０秒の条件とすることができる。電着液の温度も適宜調整され特に制限は無いが、通常は１０〜４０℃とすることができる。なお、電着操作時には、上記メカニカルクランプ８が電着液に接触しないようにすることが好ましい。

【0044】

ここで、上述したように、図１では焼結磁石体ｐ側が陰極（カソード）、対極６側が正極（アノード）となっているが、この極性は電着液の組成によって変更される。即ち、電着液２は、上記Ｒ²の酸化物、フッ化物、酸フッ化物、水素化物又は希土類合金（Ｒ²はＹ及びＳｃを含む希土類元素から選ばれる１種又は２種以上）を含有する粉末を水や適宜な有機溶媒に分散し、必要に応じて界面活性剤やその他の添加物を配合して調製されるが、電解液中での粉末の極性は界面活性剤の有無や種類により変化するため、それに応じて上記焼結磁石体ｐ及び対極６の極性が設定される。

【0045】

所定時間通電を行って電着操作を行った後、上記焼結磁石体ｐを内槽１の電着液２から引き上げ、余分な滴を、エアーを吹き付けたり回転させたりすることにより取り除き、適宜な方法により乾燥させる。

【0046】

このように、本例の電着装置によれば、焼結磁石体（被処理物）ｐの一部を電着液に浸漬して焼結磁石体ｐの必要箇所に部分的に上記粉末を電着塗布することができる。その際、本例の電着装置によれば、内槽１内に収容されオーバーフローする電着液２の液面が、上述したように波立ちや湾曲のない平坦面に形成することができ、具体的には後述する実験例１〜３のように、凹凸が１ｍｍ以下の鏡面状に形成することも可能であるから、浸漬量（浸漬深さ）をｍｍ単位で調節して、必要箇所のみに確実に良好な塗膜を形成することができ、高価な上記粉末の使用量を効果的に削減することができる。

【0047】

このようにして、必要箇所に対して部分的に上記粉末の塗膜を形成した焼結磁石体は、常法に従って熱処理（吸収処理）され、この吸収処理により、磁石内の希土類に富む粒界相成分に、磁石表面に存在させた粉末に含まれていたＲ²が濃化し、このＲ²がＲ₂Ｆｅ₁₄Ｂ主相粒子の表層部付近で置換される。この吸収処理の結果、残留磁束密度の低減をほとんど伴わずにＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の保磁力が効率的に増大される。そして、本例の電着装置を用いることにより、この吸収処理を磁石の特に保磁力が求められる所定範囲に対し部分的に行うことができる。これにより、高価な上記粉体の使用量を効果的に削減することができ、しかも必要部分には、磁石体全体に塗膜を形成して吸収処理を行った場合と変わらない良好な磁気性能を得ることができるものである。なお、上記吸収処理の後、必要に応じて吸収処理温度未満の温度で時効処理を施すことが好ましい。

【0048】

次に、以下の実験を行い、本発明の電着装置の効果を確認した。
［焼結磁石体の作製］
Ｎｄが１４．５原子％、Ｃｕが０．２原子％、Ｂが６．２原子％、Ａｌが１．０原子％、Ｓｉが１．０原子％、Ｆｅが残部からなる薄板状の合金を、純度９９質量％以上のＮｄ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕメタル、純度９９．９９質量％のＳｉ、フェロボロンを用いてＡｒ雰囲気中で高周波溶解した後、銅製単ロールに注湯するいわゆるストリップキャスト法により薄板状の合金とした。得られた合金を室温にて０．１１ＭＰａの水素化に曝して水素を吸蔵させた後、真空排気を行ないながら５００℃まで加熱して部分的に水素を放出させ、冷却してから篩いにかけて、５０メッシュ以下の粗粉末とした。

【0049】

上記粗粉末を、高圧窒素ガスを用いたジェットミルで粉末の重量中位粒径５μｍに微粉砕した。得られたこの混合微粉末を窒素雰囲気下１５ｋＯｅの磁界中で配向させながら、約１ｔｏｎ／ｃｍ²の圧力でブロック状に成形した。この成形体をＡｒ雰囲気の焼結炉内に投入し、１０６０℃で２時間焼結して磁石ブロックを得た。この磁石ブロックを全面研削加工した後、アルカリ溶液、純水、硝酸、純水の順で洗浄し乾燥させて、磁石体Ａ（長さ９０×幅４０×厚さ２２ｍｍ）、磁石体Ｂ（長さ９０×幅３５×厚さ３０ｍｍ）、磁石体Ｃ（長さ９０×幅４０×厚さ３０ｍｍ）の３種類のブロック状磁石体を得た。

【0050】

［電着液の調製］
平均粉末粒径が０．２μｍの酸化テルビウムを質量分率４０％で水と混合し、酸化テルビウムの粉末をよく分散させてスラリーとし、このスラリーを電着液とした。

【0051】

［実験例１〜３］
上記電着液を図１，２に示した上記電着装置に収容し、４５Ｌ／ｍｉｎの速度で循環させ、容量１５Ｌの内槽１から電着液２をオーバーフローさせると共に、電着液の液温を２１℃に制御した。電解液のオーバーフロー面は波立ち高さが１ｍｍ以下の鏡面状に制御された。上記ブロック状磁石体Ａを被処理物ｐとしてメカニカルクランプ８に保持し、厚さ方向に沿って電解液２中にオーバーフロー面から２ｍｍ深さまで浸漬し、ステンレススチール（ＳＵＳ３０４）の対極６をアノード、磁石体ｐをカソードとし直流電圧１０Ｖを１０秒間印加して電着を行い、電解液２から引き上げた。電着時の対極６と磁石体ｐとの間隔は２０ｍｍに調節した。

【0052】

電着液から引き上げた磁石体は直ちに熱風により乾燥させ、更に処理面を反転させて上記と同じ作業を繰り返し、磁石体の両面のみに部分的に酸化テルビウムの薄膜を形成した。上記磁石体Ｂ，Ｃについても同様に電着操作を行い、同様に乾燥させた。各磁石体Ａ〜Ｃの塗布面の酸化テルビウムの面密度は、いずれも両面共に８５μｇ／ｍｍ²であった。

【0053】

この表面に部分的に酸化テルビウム粉末の薄膜を形成した磁石体Ａ〜ＣをＡｒ雰囲気中、９００℃で５時間熱処理して吸収処理を施し、更に５００℃で１時間時効処理して急冷することにより磁石体を得た。得られた各磁石体の表面の６箇所から２ｍｍ×６．４ｍｍ×７ｍｍの磁石片を切り出して磁気特性を測定したところ、下記表１のとおり吸収処理による約６６０ｋＡ／ｍの保磁力増大が確認された。

【0054】

［比較実験例１〜３］
図１，２に示した電着装置から整流板５を取り外し、更に内槽１の周壁上端面に形成された切欠き１１を埋めた状態で、上記実験例１〜３と同様に上記電着液を循環させて内槽１から電着液２をオーバーフローさせた。電解液のオーバーフロー面は１〜５ｍｍの波立ちが生じていた。この電解液に実験例１〜３と同様に上記磁石体Ａ〜Ｃを部分的に浸漬し、各磁石体両面に電着操作を行って、磁石体の両面のみに部分的に酸化テルビウムの薄膜を形成した。塗布面の酸化テルビウムの面密度は、両面共に８５μｇ／ｍｍ²であった。

【0055】

この表面に部分的に酸化テルビウム粉末の薄膜を形成した各磁石体に対して上記実験例１〜３と同様にして吸収処理及び時効処理を施し、同様に磁石片を切り出して磁気特性を測定したところ、下記表１のとおり、吸収処理による約６６０ｋＡ／ｍの保磁力増大が確認された。

【0056】

［参考実験例１〜３］
図４に示したように、磁石体ｐ全体を縦方向にして電着液２に浸漬すると共に、一対の対極６，６をこの磁石体ｐを挟むようにそれぞれ磁石体ｐから２０ｍｍの間隔をもって配置し、電着液２を撹拌しながら、実験例１〜３と同様の条件で電着を行って、上記各磁石体Ａ〜Ｃの全面に酸化テルビウムの薄膜を形成した。酸化テルビウムの面密度は８５μｇ／ｍｍ²であった。

【0057】

この全面に酸化テルビウム粉末の薄膜を形成した上記磁石体に、実験例１〜３と同様に吸収処理及び時効処理を施し、同様に磁石片を切り出して磁気特性を測定したところ、下記表１のとおり吸収処理による約６６０ｋＡ／ｍの保磁力増大が確認された。

【0058】

以上の実験例１〜３、比較実験例１〜３、参考実験例１〜３をまとめると、下記表１のとおりである。なお、下記表１中の粉末の使用量は電着処理前後の磁石体の重量変化から算出した。また、保磁力増大量は６枚の磁石片の平均値である。

【0059】

【表1】

【0060】

表１のとおり、本発明の電着装置によれば、電着液の液面を平坦に制御して正確な浸漬深さを維持しながら正確に部分的な電着塗布を行うことができ、Ｔｂ酸化物を含む粉末の使用量を確実に削減することができ、しかも全面電着した場合と変わらない保磁力増大効果が得られることを確認した。

【0061】

［実験例４］
上記と同様にしてブロック状の磁石体Ｄ（長さ８５×幅４５×厚さ２０ｍｍ）を得た。一方、図１，２に示した電着装置の対極６を図３に示された円錐台状に加工した対極６１に代えたこと以外は上記実験例１と同様にして、上記磁石体Ｄに電着処理を施した。その際、この電着操作を図５（Ａ）に示したｒ１，ｒ２，ｈの寸法を変化させた４種類の対極６１を用いて電着を行った。なお、対極６１のフランジの外径は、いずれも１００ｍｍである。

【0062】

得られた各磁石体の塗布面（８５×４５ｍｍの主面）の粉末塗着量を蛍光Ｘ線膜厚計を用い、等間隔に設定した１８点×３５点の合計６３０点について測定した。塗着量が９０〜１２０μｇ／ｍｍ²の３０μｇ／ｍｍ²範囲内の点の割合を調べた。また塗着量のばらつきを標準偏差で表した。結果を表２に示す。

【0063】

［実験例５，６］
中央部が短軸円柱状に突出した形状の図５（Ｂ）に示した対極（フランジ部の外径は１００ｍｍ）、及び図５（Ｃ）に示した方形板の対極を用い、実験例４と同様に電着を行った。その際、それぞれ図５（Ｂ）のｄとｈ、図５（Ｃ）のａ，ｂ，ｃの寸法を変化させた３種類ずつの電極について電着を行い、実験例４と同様に、塗着量が９０〜１２０μｇ／ｍｍ²の３０μｇ／ｍｍ²範囲内の点の割合を調べ、また塗着量のばらつきを標準偏差で表した。結果を表２に示す。なお、この実験例５，６及び上記実験例４で用いた各対極には、いずれも同様のパンチ穴が同様の間隔で形成されており、またいずれの材質もステンレススチール（ＳＵＳ３０４）である。

【0064】

【表2】

【0065】

表２のとおり、円錐台状に加工した対極６１を用いることにより、粉末の塗布ムラ（塗着量のばらつき）を小さくし得ることが確認される。

【符号の説明】

【0066】

１ 内槽
１１ Ｖ字状の切欠き
２ 電着液
３ 外槽
４ 戻り配管（電着液返送手段）
４１ ポンプ（電着液返送手段）
５ 整流板（整流部材）
６ 対極
６１ 対極
７ 返送パイプ
８ メカニカルクランプ（保持手段）
９ 直流電源装置（電圧印加手段）
１０ 液面計
ｐ 被処理物（焼結磁石）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】