特許 6370827 焼結磁石の製造方法

(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】6370827

(24)【登録日】2018年7月20日

(45)【発行日】2018年8月8日

(54)【発明の名称】焼結磁石の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22F 3/00 20060101AFI20180730BHJP

   B22F 9/08 20060101ALI20180730BHJP

   B22F 3/16 20060101ALI20180730BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20180730BHJP

   H01F 1/057 20060101ALI20180730BHJP

   H01F 1/08 20060101ALI20180730BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20180730BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20180730BHJP

   B33Y 80/00 20150101ALI20180730BHJP

【ＦＩ】

   B22F3/00 F

   B22F9/08 A

   B22F3/16

   H01F41/02 G

   H01F1/057 170

   H01F1/08

   C22C38/00 303D

   B33Y10/00

   B33Y80/00

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-75992(P2016-75992)

(22)【出願日】2016年4月5日

(65)【公開番号】特開2017-128790(P2017-128790A)

(43)【公開日】2017年7月27日

【審査請求日】2017年7月5日

(31)【優先権主張番号】特願2016-7391(P2016-7391)

(32)【優先日】2016年1月18日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】大河原 遊

(72)【発明者】

【氏名】幸村 治洋

【審査官】 川崎 良平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２９４３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１２６６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１４１９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３４４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４９３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２７７００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｆ ３／００， ９／００

Ｂ３３Ｙ １０／００，８０／００

Ｈ０１Ｆ １／００

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁石粉末を成形した後に焼結して焼結磁石を製造する焼結磁石の製造方法であって、
前記磁石粉末を球体化するアトマイズ工程と、
前記アトマイズ工程により球体化された前記磁石粉末の積層と該積層の所定の一部領域に対する樹脂の塗布とを繰り返すことによって、前記磁石粉末および前記樹脂によって形成された構造体を成形する成形工程と、
前記構造体を焼結して焼結体を作製する焼結工程と、
前記焼結体に磁場をかけて前記焼結体に着磁する着磁工程と、
を有し、
前記成形工程に提供される磁石粉末は、粒径が１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする焼結磁石の製造方法。

【請求項2】

前記焼結工程は、アルゴンまたは窒素の不活性雰囲気中で前記構造体を温度９００℃以上１２００℃以下で加熱するものであることを特徴とする請求項１に記載の焼結磁石の製造方法。

【請求項3】

前記成形工程と前記焼結工程との間に、前記構造体を温度３００℃以上５００℃以下で加熱する脱脂工程をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焼結磁石の製造方法。

【請求項4】

前記焼結工程と前記着磁工程との間に、アルゴンまたは窒素の不活性雰囲気中で前記焼結体を温度５００℃以上７００℃以下で加熱するアニール工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の焼結磁石の製造方法。

【請求項5】

前記磁石粉末は、以下の組成式で表される組成を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の焼結磁石の製造方法。
組成式：ＲＥ_ｘ（Ｆｅ_１−ｕＣｏ_ｕ）_{１００−ｘ−ｙ−ｚ}Ｂ_ｙＴ_ｚ
ただし、ＲＥ_Ｘはイットリウム（Ｙ）を包含する希土類元素の１種以上であり、Ｆｅは鉄（Ｆｅ）、Ｃｏはコバルト（Ｃｏ）、Ｂはホウ素（Ｂ）であり、Ｔは、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）のうち１種以上を複合させて用いる添加元素である。また、ｘ，ｙ，ｚは、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値であり、ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。

【請求項6】

前記磁石粉末の組成式において、ＲＥ_Ｘはネオジム（Ｎｄ）を主成分とすることを特徴とする請求項５に記載の焼結磁石の製造方法。

【請求項7】

前記磁石粉末の組成式において、Ｔはタングステン（Ｗ）を主成分とすることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の焼結磁石の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、焼結磁石の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ネオジムに代表される希土類を含む磁石粉末を焼結して作製した焼結磁石は、優れた磁気特性を有し、モータをはじめとして様々な電気機器の小型化に大きく貢献している。そこで、希土類を含む磁石粉末の優れた磁気特性を活かし、様々な形状かつ小型の焼結磁石が開発されてきた。

【0003】

ここで、磁石粉末を焼結して所望形状の焼結磁石を製造する際には、大きく分けて２つの形状加工工程がある。一つは、焼結前に圧縮成形等によって磁石粉末を成形することであり、もう一つは、焼結後の磁石を切削または研磨等によって加工することである。多くの焼結磁石は、上記２つの形状加工工程を組み合わせて所望形状の焼結磁石を製造することになる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−１５０２５３号公報、図１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、焼結磁石に対する需要が多様化するに従い、従来の焼結磁石の製造方法では、焼結磁石の形状に対する需要に対応することが困難になりつつある。磁石粉末を圧縮成形して複雑形状の焼結磁石を製造しようとすれば、複雑形状の金型を必要とし、金型を複雑化することには限界がある。また、焼結後に切削等の加工を施すにしても、形状を整えること以上の加工を加えることは容易ではない。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、複雑形状を有する焼結磁石を製造することができる焼結磁石の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、磁石粉末を成形した後に焼結して焼結磁石を製造する焼結磁石の製造方法であって、前記磁石粉末の積層と該積層の所定の一部領域に対する樹脂塗布とを繰り返すことによって、前記磁石粉末によって形成された構造体を成形する成形工程と、前記構造体を焼結して焼結体を作製する焼結工程と、前記焼結体に磁場をかけて前記焼結体に着磁する着磁工程と、を有することを特徴とする。

【0008】

また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記焼結工程は、アルゴンまたは窒素の不活性雰囲気中で前記構造体を温度９００℃以上１２００℃以下で加熱するものであることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記成形工程と前記焼結工程との間に、前記構造体を温度３００℃以上５００℃以下で加熱する脱脂工程をさらに有することを特徴とする。

【0010】

また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記焼結工程と前記着磁工程との間に、アルゴンまたは窒素の不活性雰囲気中で前記焼結体を温度５００℃以上７００℃以下で加熱するアニール工程をさらに有することを特徴とする。

【0011】

また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記成形工程の前に、前記磁石粉末を球体化するアトマイズ工程をさらに有することを特徴とする。

【0012】

また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記磁石粉末は、以下の組成式で表される組成を有することを特徴とする。
組成式：ＲＥ_ｘ（Ｆｅ_１−ｕＣｏ_ｕ）_{１００−ｘ−ｙ−ｚ}Ｂ_ｙＴ_ｚ
ただし、ＲＥ_Ｘはイットリウム（Ｙ）を包含する希土類元素の１種以上であり、Ｆｅは鉄（Ｆｅ）、Ｃｏはコバルト（Ｃｏ）、Ｂはホウ素（Ｂ）であり、Ｔは、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）のうち１種以上を複合させて用いる添加元素である。また、ｘ，ｙ，ｚは、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値であり、ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。

【0013】

また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記磁石粉末の組成式において、ＲＥ_Ｘはネオジム（Ｎｄ）を主成分とすることを特徴とする。

【0014】

また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記磁石粉末の組成式において、Ｔはタングステン（Ｗ）を主成分とすることを特徴とする。

【0015】

また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記成形工程に提供される磁石粉末は、粒径が１μｍ以上１０６μｍ以下であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る焼結磁石の製造方法は、複雑形状を有する焼結磁石を製造することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法の概要を示すフローチャートである。

【図2】図２は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における前処理工程の概要を示すフローチャートである。

【図3】図３は、ガスアトマイズ法に用いられるガスアトマイズ装置の概略構成を示す図である。

【図4】図４は、前処理工程にて製造された磁石粉末の電子顕微鏡写真を示す図である。

【図5】図５は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における成形工程の概要を示すフローチャートである。

【図6】図６は、成形工程に用いられる積層造形装置の例を示す概略平面図である。

【図7】図７は、積層造形装置のヘッド部を示す概略側面図である。

【図8】図８は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における後処理工程の概要を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る焼結磁石の製造方法を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0019】

図１は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法の概要を示すフローチャートである。図１に示されるように、実施形態に係る焼結磁石の製造方法は、前処理工程（ステップＳ１）と成形工程（ステップＳ２）と後処理工程（ステップＳ３）とに分けて考えることができる。しかしながら、図１に示される焼結磁石の製造方法の手順の切り分けは、あくまでも説明を容易ならしめるためのものであって、実施形態に係る焼結磁石の製造方法を限定するものではない。

【0020】

したがって、図１に示される焼結磁石の製造方法の手順の切り分けに限らず、前処理工程（ステップＳ１）と成形工程（ステップＳ２）との間に新たな工程を追加することや、成形工程（ステップＳ２）と後処理工程（ステップＳ３）との間に新たな工程を追加すること、逆に複数工程を一体化すること、または、各工程のうち一部の工程を他の工程の一部として実施する等の変形を行うことも可能である。以下に説明する実施形態に係る焼結磁石の製造方法は、磁石粉末を成形した後に焼結して焼結磁石を製造する焼結磁石の製造方法の一般に適用可能なものである。

【0021】

以下、図１に示される焼結磁石の製造方法の手順の切り分けにしたがって、前処理工程（ステップＳ１）と成形工程（ステップＳ２）と後処理工程（ステップＳ３）とに分けて、実施形態に係る焼結磁石の製造方法の説明を行うものとする。

【0022】

図２は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における前処理工程の概要を示すフローチャートである。図２に示される前処理工程の手順は、図１に示される前処理工程（ステップＳ１）の一例となっている。

【0023】

図２に示されるように、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における前処理工程は、配合工程（ステップＳ１１）と粉化工程（ステップＳ１２）と分級工程（ステップＳ１３）とを有する。もちろん、図２に示される工程は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における前処理工程における代表的工程であり、適宜、新たな工程を追加することが可能である。

【0024】

配合工程（ステップＳ１１）は、焼結磁石の原料を秤量し、配合する工程である。ここで、本実施形態に係る焼結磁石の製造方法では、下記の組成式で表される組成が実現されるように原料を配合する。
組成式：ＲＥ_ｘ（Ｆｅ_１−ｕＣｏ_ｕ）_{１００−ｘ−ｙ−ｚ}Ｂ_ｙＴ_ｚ
なお、ＲＥ_Ｘはイットリウム（Ｙ）を包含する希土類元素の１種以上であり、代表的には、ネオジム（Ｎｄ）である。鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）は、ともに強磁性元素であり、磁石の組成としてはほぼ同様の役割を担う。典型的な組成としては、鉄であるが、鉄をコバルトで置換することで、キュリー温度が上昇し、製品としての磁石における温度特性が上昇する。またＢは、ホウ素（Ｂ）である。ｘ，ｙ，ｚは、組成比を百分率で表した数値であり、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値である。一方、ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。

【0025】

Ｔは、添加元素であり、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）のうち１種以上を複合させて用いる。これら添加元素は、高融点元素であり、結晶粒成長の抑制に寄与する。

【0026】

後に説明するように本実施形態に係る焼結磁石の製造方法には、アトマイズを行う工程と焼結を行う工程が含まれており、これらの工程は、結晶粒が成長する要因である。一般に、結晶粒の大きさは、製品としての磁石における保磁力の低下に影響する。したがって、従前の焼結磁石の製造工程においては、結晶粒が大きく成長しないように焼結温度を低く抑える等の配慮が行われている。

【0027】

しかしながら、本実施形態に係る焼結磁石の製造方法では、アトマイズを行う工程でも結晶粒成長が起こり、さらに、そのアトマイズした磁石粉末を積層造形した構造体を焼結するために焼結温度を低く抑えることが困難である。したがって、本実施形態に係る焼結磁石の製造方法では、焼結磁石の原料に結晶粒成長を抑制する効果が高い、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）のうち１種以上を複合させて添加することが好ましい。なお、これら高融点金属のうち特にタングステン（Ｗ）を添加することが最も好ましい。

【0028】

なお、上記組成式で表される磁石は、いわゆるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石に対して、元素の置換または元素の添加を行ったものと考えることができる。また、焼結磁石の原料には不可避の不純物（ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等）が含まれており、上記組成式において、これら不可避の不純物はＴに含まれていると考えるものとする。

【0029】

粉化工程（ステップＳ１２）は、配合工程（ステップＳ１１）にて配合された磁石の原料を溶解し、磁石粉末を製造する工程である。ここでは、実施形態に係る焼結磁石の製造方法に好適な磁石粉末を製造するために、ガスアトマイズ法を用いた粉化方法について説明する。しかしながら、実施形態に係る焼結磁石の製造方法は、他の粉化方法の適用を排除するものではなく、磁石の原料を溶解してインゴットを作製し、当該インゴットを粗粉砕およびジェットミル粉砕による微粉砕を行う方法で磁石粉末を製造する方法を用いることも可能である。

【0030】

ここで、ガスアトマイズ法を用いた粉化方法について説明するめに、図３を参照する。図３は、ガスアトマイズ法に用いられるガスアトマイズ装置の概略構成を示す図である。

【0031】

図３に示されるように、ガスアトマイズ装置１０は、タンディッシュ１１と冷却室１２とを備えている。タンディッシュ１１は、溶解した磁石粉末の原料を貯める容器であり、冷却室１２の内部まで導入されたノズル１３を介して、冷却室１２に溶解した磁石粉末の原料を供給するためのものである。

【0032】

冷却室１２に供給された磁石粉末の原料１４は、ノズル１５から噴出されるガスによって小滴化され、冷却室１２中を自由落下する。冷却室１２は、低温の不活性ガス雰囲気によって満たされており、冷却室１２中を自由落下する磁石粉末の原料１４は、冷却室１２の底部に到達するまでに凝固する。その際、小滴化された磁石粉末の原料１４は、自らの表面張力によって球体化されるので、冷却室１２の底部には、球体化された磁石粉末１６が堆積する。この堆積した磁石粉末１６を回収することにより、実施形態に係る焼結磁石の製造方法に好適な磁石粉末を得ることができる。

【0033】

図２に示される前処理工程の例では、粉化工程（ステップＳ１２）の後に分級工程（ステップＳ１３）を設けている。これは、粉化工程（ステップＳ１２）によって製造された磁石粉末から好適な粒径のものを選別するためのものである。例えば分級工程（ステップＳ１３）にて選別される磁石粉末の粒径は、１μｍ以上１０６μｍ以下であることが好ましい。磁石粉末の粒径が１μｍを下回ると比表面積が増大し、酸化による磁気特性の低下が著しいからである。一方、磁石粉末の粒子径が１０６μｍを上回ると後段の焼結工程における焼結性の低下を招くため好ましくない。特に、酸化による磁気特性の低下および焼結性の低下の両方を抑制する観点から、磁石粉末の粒径が５μｍ以上７５μｍ以下であることがさらに好ましい。なお、ここでいう磁石粉末の粒径は、日本工業規格ＪＩＳＺ８８１５のふるい分け法に準拠しているが、粒径の下限値はレーザー回折式粒度測定により規定している。

【0034】

図４は、上記説明した前処理工程にて製造された磁石粉末の電子顕微鏡写真を示す図である。図４に示されるように、上記説明した前処理工程にて製造された磁石粉末は、粒径が５０μｍ以下であり、かつ球体化されている。このような磁石粉末は、後段の成形工程において、樹脂の塗布に好適であり、寸法精度が高く密度が高い構造体を成形できる。したがって、その後の焼結性も向上し、かつ、最終製品の焼結磁石の寸法精度も向上する。

【0035】

次に、図５〜図７を参照しながら、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における成形工程を説明する。図５は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における成形工程の概要を示すフローチャートである。図５に示される成形工程の手順は、図１に示される成形工程（ステップＳ２）の一例となっている。図６は、成形工程に用いられる積層造形装置の例を示す概略平面図であり、図７は、積層造形装置のヘッド部を示す概略側面図である。なお、図６および図７に示される積層造形装置は、図５に示される成形工程に用いる好適な装置構成例であるが、実施形態に係る焼結磁石の製造方法は、積層造形装置の構成に限定されるものではない。

【0036】

図５に示されるように、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における成形工程は、磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップ２３）と繰り返し判定（ステップＳ２４）とを有する。これら各工程は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における成形工程における代表的工程であるが、積層造形装置によっては、図５に示されていない追加の工程を実行するように構成され得る。

【0037】

磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）は、前処理工程（ステップＳ１）にて製造された磁石粉末を均一の厚さに積層する工程である。樹脂塗布工程（ステップＳ２２）は、磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）によって均一の厚さに積層された磁性粉末における所定の一部領域に硬化性の樹脂を塗布する工程である。ここで、磁性粉末における所定の一部領域とは、形成すべき構造体の形状によって定まっている。すなわち、形成すべき構造体の断面形状が樹脂を塗布する領域に対応しており、磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）とを繰り返すことによって、形成すべき構造体の立体形状に対応する磁石粉末の領域に樹脂が塗布されることになる。

【0038】

樹脂硬化工程（ステップＳ２３）は、磁性粉末に塗布された硬化性樹脂を硬化するための工程である。例えば、磁性粉末に塗布された樹脂が紫外線硬化性の樹脂であれば紫外線を照射する工程であり、熱硬化性の樹脂であれば熱線を照射する工程である。なお、樹脂を硬化するために特別な工程を必要としなければ樹脂硬化工程（ステップＳ２３）を省略することが可能であり、樹脂硬化工程（ステップＳ２３）を必要とする場合でも、積層造形装置の装置構成を工夫すれば、樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップＳ２３）とを略同時に実行することが可能である。

【0039】

繰り返し判定（ステップＳ２４）は、上記一連の磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップ２３）とを繰り返すための判定処理である。すなわち、形成すべき構造体の全ての断面に対応する積層が完了したか否かを判定し、全ての断面に対応する積層が完了するまで磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップ２３）とを繰り返すように処理を行う。

【0040】

図６および図７に示される積層造形装置２０は、上記磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップ２３）と繰り返し判定（ステップＳ２４）を実行することが可能な構成を有している。

【0041】

図６に示されるように、積層造形装置２０は、積層造形装置２０に対してＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とに移動可能なプレート２１と、積層造形装置２０に対して固定されたヘッド部３０と、磁石粉末供給部４０とを備えている。ここで、Ｘ軸方向とは、紙面における上方向であり、Ｙ軸方向とは、紙面における右方向であり、Ｚ軸方向とは、紙面に対する垂直方向である。ただし、座標軸の設定には任意性がある。また、図６に示される積層造形装置２０は、プレート２１が積層造形装置２０に対してＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とに移動可能な構成を採用しているが、プレート２１を積層造形装置２０に対して固定し、ヘッド部３０が積層造形装置２０に対してＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とに移動可能な構成を採用することも可能である。

【0042】

積層造形装置２０は、プレート２１が積層造形装置２０に対してＹ軸方向に移動可能となるように、Ｙ軸方向に延在するＹ軸レール２２ａ，２２ｂとＹ軸レール２２ａ，２２ｂ上を移動可能に設けられたＹ軸スライド機構２３ａ，２３ｂとを備えている。また、積層造形装置２０は、プレート２１が積層造形装置２０に対してＸ軸方向に移動可能となるように、Ｙ軸スライド機構２３ａ，２３ｂの間をＸ軸方向に架橋するＸ軸レール２４とＸ軸レール２４上移動可能に設けられたＸ軸スライド機構２５を備えている。さらに、積層造形装置２０は、プレート２１が積層造形装置２０に対してＺ軸方向に移動可能となるように、プレート２１を昇降させる昇降機２６をＸ軸スライド機構２５上に備えている。以上のような構成によって、積層造形装置２０は、積層造形装置２０に対してＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とにプレート２１を移動することができる。

【0043】

磁石粉末供給部４０は、プレート２１上に磁石粉末を均一の厚さに積層するための機構である。磁石粉末供給部４０は、ノズル４１を備え、当該ノズル４１を介して磁石粉末を吐出する。図６に示されるように、ノズル４１をＸ軸方向に並列して設けることにより、プレート２１をＹ軸方向のみに移動させることによって、ノズル４１から吐出される磁石粉末をプレート２１の全面上に堆積することが可能である。また、磁石粉末供給部４０は、ブラシまたはヘラなどの部材を備えており、プレート２１上に堆積された余分な磁石粉末を除去し、プレート２１上に磁石粉末を均一の厚さに積層することが可能である。以上のような構成により、磁石粉末供給部４０は、図５に示した磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）を実行することができる。

【0044】

ヘッド部３０は、プレート２１上に均一の厚さに積層された磁石粉末における所定の一部領域に硬化性の樹脂を塗布するための機構である。ヘッド部３０は、ノズル３１を備え、当該ノズル３１を介して硬化性の樹脂を吐出する。図６に示されるように、ノズル４１をＸ軸方向に並列して設けることにより、プレート２１をＹ軸方向のみに移動させることによって、プレート２１の全面上の磁石粉末に対して硬化性の樹脂を塗布することが可能である。ただし、プレート２１の全面上の磁石粉末に対して硬化性の樹脂を塗布するのではなく、積層された磁性粉末における所定の一部領域に硬化性の樹脂を塗布する必要がある。このために、ヘッド部３０に設けられた複数のノズル３１には、それぞれ独立に制御可能なピエゾ素子が設けられ、各ノズル３１から硬化性の樹脂を吐出するタイミングが制御されている。以上のような構成により、ヘッド部３０は、図５に示した樹脂塗布工程（ステップＳ２２）を実行することができる。

【0045】

ヘッド部３０は、樹脂硬化手段を備えていることが好ましい。ここで樹脂硬化手段とは、磁性粉末に塗布された樹脂が紫外線硬化性の樹脂であれば紫外線を照射する紫外線照射装置であり、熱硬化性の樹脂であれば熱線を照射する熱線照射装置である。ヘッド部３０が樹脂硬化手段を備えれば、図５に示した樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップＳ２３）とを略同時に実行することができる積層造形装置２０の構成が実現される。なお、樹脂を硬化するために特別な工程を必要としなければ樹脂硬化手段を備える必要はない。

【0046】

なお、積層造形装置２０では、磁石粉末供給部４０を用いた磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）とヘッド部３０を用いた樹脂塗布工程（ステップＳ２２）とを完了した後に、昇降機２６を用いてプレート２１を降下させ、次の層に対する磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）とを繰り返すことになる。以上のように、積層造形装置２０は、磁石粉末の積層と該積層の所定の一部領域に対する樹脂塗布とを繰り返すことによって、磁石粉末よって形成された構造体を成形することが可能な装置であり、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における成形工程の実施に好適な装置構成を有している。

【0047】

次に、図８を参照しながら、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における後処理工程を説明する。図８は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における後処理工程の概要を示すフローチャートである。図８に示される後処理工程の手順は、図１に示される後処理工程（ステップＳ３）の一例となっている。

【0048】

図８に示されるように、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における後処理工程は、脱脂工程（ステップＳ３１）と焼結工程（ステップＳ３２）とアニール工程（ステップＳ３３）と磁気特性の測定工程（ステップＳ３４）と表面加工工程（ステップＳ３５）と表面処理工程（ステップＳ３６）と着磁工程（ステップＳ３７）とを有する。ただし、以下に説明するように、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における後処理工程は、これらすべての工程を有する必要はない。図８に示される各工程は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における後処理工程として代表的な工程を例示するものである。

【0049】

脱脂工程（ステップＳ３１）は、上述の方法を用いて成形された磁石粉末の構造体から樹脂を除去するための工程である。上述のように、成形工程によって成形された構造体は、磁石粉末の積層と該積層の所定の一部領域に対する樹脂塗布とを繰り返すことによって作製されているので、その構造体には樹脂が含まれている。脱脂工程（ステップＳ３１）では、構造体を３００℃以上５００℃以下の高温状態に構造体を熱暴露し、構造体に含まれている不要な樹脂を除去する。上記温度範囲は、成形された磁石粉末の構造体に含まれている有機物を除去するのに適した温度範囲として規定されている。なお、構造体に含まれる樹脂を除去する必要があるか否かは、形成工程で用いる樹脂に依存し、用いる樹脂によっては、当該脱脂工程（ステップＳ３１）を省略することも可能である。

【0050】

焼結工程（ステップＳ３２）は、上述の方法を用いて成形された磁石粉末の構造体を焼結炉にて焼結して、磁石粉末の焼結体を作製するための工程である。焼結工程（ステップＳ３２）では、焼結炉内雰囲気をアルゴンまたは窒素の不活性ガスで満たし、炉内温度を９００℃以上１２００℃以下まで昇温した状態で０．５時間以上５時間以下維持する。すると、焼結炉内では、磁石粉末の構造体中の磁石粉末が相互に結合し、磁石粉末の焼結体を形成する。十分な焼結密度を得るためには焼結工程の時間が０．５時間以上であることが好ましく、過剰な結晶粒成長による磁気特性の低下を避けるためには焼結工程の時間が５時間以下であることが好ましい。

【0051】

アニール工程（ステップＳ３３）は、焼結工程（ステップＳ３２）によって作製された焼結体内の微細な磁区組織を最適化し、磁気特性を向上させるためのものである。ただし、このアニール工程（ステップＳ３３）は、磁気特性を向上させることができるが、本実施形態において必ずしも実施しなければいけないものではない。アニール工程（ステップＳ３３）では、熱処理炉内雰囲気をアルゴンまたは窒素の不活性ガスで満たし、温度を温度５００℃以上７００℃以下まで昇温した状態で０．５時間以上５時間以下維持する。十分なアニールを得るためにはアニール工程の時間が０．５時間以上であることが好ましく、過剰な結晶粒成長による磁気特性の低下を避けるためにはアニール工程の時間が５時間以下であることが好ましい。

【0052】

なお、上記の脱脂工程（ステップＳ３１）と焼結工程（ステップＳ３２）とアニール工程（ステップＳ３３）とは、炉内雰囲気の換気および設定温度の変更を経由することによって、同一の熱処理炉を用いた一連の工程として実施することも可能である。したがって、脱脂工程（ステップＳ３１）と焼結工程（ステップＳ３２）とアニール工程（ステップＳ３３）とが明確には区別されることなく一連の焼結工程として実施される形態も、本実施形態の範疇に含まれるものとみなし得る。

【0053】

磁気特性の測定工程（ステップＳ３４）は、焼結後の焼結体における磁気特性を測定するためのものである。磁気特性の測定工程（ステップＳ３４）における磁気特性の測定方法としては、例えば振動試料型磁力計（Vibrating Sample Magenetometer：ＶＳＭ）やＢＨトレーサーが挙げられる。ＶＳＭは、試料を振動させ、試料の磁化によって生じる磁束の時間変化を傍らに置いたコイルに生じる誘導起電力として検出するものである。また、ＢＨトレーサーは、試料にコイルを巻いて、外部磁界を付与した時に生じるコイルの誘導起電力を測定することで試料のＢＨ曲線を得るものである。

【0054】

表面加工工程（ステップＳ３５）は、焼結後の焼結体を切削加工ないし研磨加工し、焼結体の寸法を製品寸法に仕上げるための工程である。焼結工程（ステップＳ３２）では、磁石粉末の構造体の形状はある程度保存されるが、磁石粉末が結合して一体化することによって体積が縮小する。したがって、焼結工程（ステップＳ３２）の前に焼結後の焼結体の寸法を確定することは困難であり、焼結工程（ステップＳ３２）の後に焼結体の寸法を製品寸法に仕上げるための工程を設けることが好ましい。また、焼結後の焼結体の表面を研磨加工することは、後段の表面処理工程（ステップＳ３６）におけるめっき処理の品質向上にも寄与することになる。

【0055】

表面処理工程（ステップＳ３６）は、焼結体の表面処理を行うためのものである。ネオジム磁石は特に酸化され易いので、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）等のめっき処理、アルミ（Ａｌ）蒸着、または、樹脂塗装を行う。

【0056】

着磁工程（ステップＳ３７）は、磁石粉末の焼結体に着磁を行い、最終的な磁石に仕上げるためのものである。着磁工程（ステップＳ３７）は、コイルによって発生させた磁場中に磁石粉末の焼結体を曝すことによって行われる。

【0057】

以上説明した実施形態に係る焼結磁石の製造方法によれば、従来の焼結磁石の製造方法では対応することが困難であった複雑形状の焼結磁石を製造することが可能となる。

【0058】

なお、以上説明した実施形態に係る焼結磁石の製造方法では、下記の組成式で表される組成が実現されるように原料を配合した磁石粉末を用いて焼結磁石を製造しているので、製造物である焼結磁石の組成も同じ組成式で表されることになる。
組成式：ＲＥ_ｘ（Ｆｅ_１−ｕＣｏ_ｕ）_{１００−ｘ−ｙ−ｚ}Ｂ_ｙＴ_ｚ
ただし、ＲＥ_Ｘはイットリウム（Ｙ）を包含する希土類元素の１種以上であり、Ｆｅは鉄（Ｆｅ）、Ｃｏはコバルト（Ｃｏ）、Ｂはホウ素（Ｂ）であり、Ｔは、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）のうち１種以上を複合させて用いる添加元素である。また、ｘ，ｙ，ｚは、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値であり、ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。

【0059】

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。また、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。また、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。

【符号の説明】

【0060】

１０ ガスアトマイズ装置
１１ タンディッシュ
１２ 冷却室
１３ ノズル
１４ 磁石粉末の原料
１５ ノズル
１６ 磁石粉末
２０ 積層造形装置
２１ プレート
２２ａ，２２ｂ Ｙ軸レール
２３ａ，２３ｂ Ｙ軸スライド機構
２４ Ｘ軸レール
２５ Ｘ軸スライド機構
２６ 昇降機
３０ ヘッド部
３１ ノズル
４０ 磁石粉末供給部
４１ ノズル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】