JP2019096868A

JP2019096868A - 磁石及びこれを用いたモータ

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Publication number: JP2019096868A
Application number: JP2018196472A
Authority: JP
Inventors: 信雄 ▲高▼木; Nobuo Takagi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2019-06-20
Also published as: CN109842219A; US20190164673A1; US10964464B2; CN109842219B

Abstract

【課題】表面の絶縁性を高くすることができる新規な磁石及びこれを用いたモータを提供する。【解決手段】磁石１０は、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素Ｂを含有する磁石素体２と、マンガン含有リン酸塩を含むリン酸塩層４と、を備える。リン酸塩層４は、磁石素体２の表面上に設けられており、厚さは０．５μｍ以上である。【選択図】図１

Description

本発明は磁石及びこれを用いたモータに関する。

モータ用磁石として、希土類磁石が検討されている。最近では、大型の輸送機や発電機のモータ用に大型の磁石が求められている。希土類磁石は高い導電性を有するため、モータ内で使用されると磁石内に渦電流が発生する。磁石内に渦電流が発生すると電気抵抗による発熱（損失）が生じ、モータの効率の低下や減磁等の問題を招来する。これに対し、特許文献１には、磁石を分割するとともに、各分割磁石の表面に絶縁層を設けて、分割磁石を重ねて使用すると、渦電流が低減することが開示されている。この絶縁層の材料には樹脂等が用いられている。

特開２００６−２８６７７９号公報

しかし、近年ではモータ用磁石の応用が広がり、別の方法で表面に絶縁性を付与した新規な磁石が求められている。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、表面の絶縁性を高くすることができる新規な磁石及びこれを用いたモータを提供することを目的とする。

本発明は、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素Ｂを含有する磁石素体と、マンガン含有リン酸塩を含むリン酸塩層と、を備え、上記リン酸塩層は上記磁石素体の表面上に設けられており、上記リン酸塩層の厚さは０．５μｍ以上である、磁石を提供する。上記磁石は、リン酸塩層を備えない磁石と比べて、優れた絶縁性を有する。

上記磁石素体の表面は、複数のＲ_２Ｔ_１４Ｂ結晶粒からなる主相と、上記Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ結晶粒間に配置された粒界相とを有することができ、この場合、上記リン酸塩層は上記磁石素体の上記主相を被覆し、上記磁石素体の上記粒界相を被覆しないことが好ましい。また、上記リン酸塩層の厚さは５．０μｍ以下であることができる。

本発明はまた、上記磁石を２つ以上有する回転子を備えるモータを提供する。

本発明はさらに、２つ以上の磁石集合体を有する回転子を備え、上記磁石集合体は上記磁石を２つ以上並べて配置してなるものである、モータを提供する。

本発明によれば、表面の絶縁性を高くすることができる新規な磁石及びこれを用いたモータを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る磁石の表面近傍の模式断面図である。本発明の一実施形態に係るモータを示す図であり、（ａ）はモータの断面図であり、（ｂ）はモータ中の回転子の斜視透視図である。実施例に係るＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石（磁石素体）の表面を撮影した画像である。実施例５で得られた磁石を撮影した画像であり、（ａ）は磁石の表面の画像であり、（ｂ）は磁石の断面の画像である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

＜磁石＞
図１は本発明の一実施形態に係る磁石の表面近傍の模式断面図である。図１において、磁石１０は、磁石素体２と、リン酸塩層４とを備える。リン酸塩層４は、磁石素体２の表面を覆い、磁石素体２の表面上に設けられている。リン酸塩層４は、磁石素体２の外表面と接するように設けられることが好ましい。

（磁石素体）
磁石素体２は、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素Ｂを含有する永久磁石（Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石）である。Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石としては、焼結することにより製造されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が好適に用いられる。また、焼結磁石に代えて、熱間成型及び熱間加工を行い製造されるＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石を用いることもできる。

図１に示すように、磁石素体２は、複数のＲ_２Ｔ_１４Ｂ結晶粒からなる主相２ａと、主相２ａ間に配置された粒界相２ｂとを有し、これらの２つの領域は、磁石素体２の外表面に露出している。粒界相２ｂは、隣り合う２つの主相２ａ間に配置される２粒子粒界、及び隣り合う３つ以上の主相２ａ間に配置された多粒子粒界を含む。

Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ結晶粒はＲ_２Ｔ_１４Ｂ型の正方晶からなる結晶構造を有するものである。Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ結晶粒の平均粒径は、通常１μｍ〜３０μｍ程度である。

磁石素体２の外表面において、主相２ａの占有割合は、８０面積％以上、９０面積％以上であることが好適である。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石において、Ｒは、希土類元素の少なくとも１種を表す。希土類元素とは、長周期型周期表の第３族に属するＳｃとＹとランタノイド元素とのことをいう。ランタノイド元素には、例えば、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等が含まれる。希土類元素は、軽希土類及び重希土類に分類され、重希土類元素（以下、Ｒ_Ｈともいう）とは、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕをいい、軽希土類元素（以下、Ｒ_Ｌともいう）はそれ以外の希土類元素である。Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石においては、製造コスト及び磁気特性の観点から、Ｒは、Ｒ_Ｌ（Ｎｄ、Ｐｒの何れか一方又は両方を少なくとも含む希土類元素）を含むものが好ましい。さらに磁気特性を向上させる観点からＲ_Ｌ（Ｎｄ、Ｐｒの何れか一方又は両方を少なくとも含む希土類元素）とＲ_Ｈ（Ｄｙ、Ｔｂのいずれか一方又は両方を少なくとも含む希土類元素）の両方を含むことがより好ましい。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石において、Ｔは、Ｆｅ、又はＦｅ及びＣｏを含む１種以上の遷移金属元素を示す。Ｔは、Ｆｅ単独であってもよく、Ｆｅの一部がＣｏで置換されたものであってもよい。Ｆｅの一部をＣｏに置換する場合、磁気特性を低下させることなく温度特性を向上させることができる。

Ｆｅ及びＣｏ以外の遷移金属元素としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ等が挙げられる。また、Ｔは、遷移金属元素以外に、例えば、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｂｉ、Ｓｎ等の元素の少なくとも１種の元素をさらに含んでいてもよい。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石において、Ｂは、Ｂの一部を炭素（Ｃ）に置換することができる。この場合、磁石の製造が容易となるほか、製造コストの低減も図れるようになる。また、Ｃの置換量は、磁気特性に実質的に影響しない量とする。また、その他、不可避的にＯ、Ｃ、Ｃａ等が混入してもよい。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石におけるＲの含有量は、２５質量％以上３５質量％以下であり、好ましくは２８質量％以上３３質量％以下である。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＢの含有量は、例えば、０．５質量％以上１．５質量％以下であり、Ｆｅの含有量は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の構成要素における実質的な残部である。Ｆｅの一部がＣｏで置換される場合のＣｏの含有量は、例えば、０．３質量％以上４．０質量％以下である。

磁石素体２の大きさに特に限定されないが、例えば、５０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍとすることができる。

（リン酸塩層）
リン酸塩層４は、マンガンを含有するリン酸塩（マンガン含有リン酸塩）を含む。マンガンを含有するリン酸塩の例はリン酸マンガンである。リン酸マンガンの例は、Ｍｎ_５（ＰＯ_３（ＯＨ））_２（ＰＯ_４）_２・４Ｈ_２Ｏ、Ｍｎ_５Ｈ_２（ＰＯ_４）_４・４Ｈ_２Ｏ、ＭｎＨＰＯ_４・Ｈ_２Ｏである。

リン酸塩層４は、マンガンを含有するリン酸塩を５０質量％以上、７０質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上含むことができる。

リン酸塩層４は、マンガン以外の金属を含有するリン酸塩を含んでいてもよく、リン酸塩以外の化合物をさらに含んでいてもよい。マンガン以外の金属としては、鉄、ニッケル、カリウム、及びカルシウム等が挙げられる。

本実施形態において、リン酸塩層４の厚さｔは０．５μｍ以上である。磁石１０が厚さ０．５μｍ以上のリン酸塩層４を備えることにより、磁石の表面の絶縁性を向上させることができる。リン酸塩層４の厚さｔは、例えば、化成処理の回数、化成処理液の濃度等により、調整することができる。リン酸塩層４の厚さｔは、より高い絶縁性を得る観点から、０．７μｍ以上であることが好ましく、１．０μｍ以上であることがより好ましい。リン酸塩層４の厚さｔの上限値に特に制限はないが、コストの問題から、例えば、５．０μｍであることができ、３．０μｍであってもよい。なお、リン酸塩層４の厚さが場所によって変化している場合には、磁石１０のリン酸塩層４の部分の縦断面のＳＥＭ画像を任意に２０撮影し、各画像中の任意の５ヶ所以上の厚さの測定値の平均をさらに２０枚の画像で平均した値を厚さｔと見なすものとする。

リン酸塩層４は、図１に示すように、被覆部４ａと非被覆部４ｂとを有することができる。複数の被覆部４ａは非被覆部４ｂによって互いに離間されている。

図１において、被覆部４ａは、磁石素体２の表面における主相２ａを被覆し、非被覆部４ｂは磁石素体２の表面における粒界相２ｂが露出した部分に配置されている。すなわち、図１において、被覆部４ａは、磁石素体の粒界相２ｂを被覆していない。

リン酸塩層４が被覆部４ａ及び非被覆部４ｂを有する場合、磁石素体２の単位表面積に対する被覆部４ａの占有割合が、上記の磁石素体の外表面における主相の占有割合と同様に８０面積％以上であることが好ましく、９０面積％以上であることがより好ましい。これにより、磁石の絶縁性が安定して得られやすくなる。

（製造方法）
続いて、このような磁石の製造方法を説明する。
まず、ストリップキャスティング法等の公知の用法により、Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の原料粉を得る。次に、水素吸蔵粉砕、ジェットミル等により、原料粉を微粉化する。得られた粉末を、金型内に充填し、必要に応じて磁場を印加しながら、加圧により成形する。その後、得られた成形体を、真空中等の非酸化雰囲気で焼結した後、急冷すればよい。その後、必要に応じて、時効処理を行ってもよい。

続いて、得られた磁石素体２の表面を必要に応じて酸で洗浄する。酸の例は、０．５〜１０質量％の硝酸水溶液である。これにより、磁石素体２の表面がエッチングされ、酸化膜等が除去される。

続いて、磁石素体２を水洗し、ＩＰＡ等の有機溶媒で水を置換し、乾燥炉等で有機溶媒を乾燥させる。続いて、得られた磁石素体に対して、リン酸塩層形成用の処理液を接触させる。このような処理は化成処理とも呼ばれる。リン酸塩形成用の処理液の例は、リン酸、リン酸マンガン、硝酸マンガン、及び硝酸ニッケルを含む化成処理水溶液である。接触時の処理液の温度は、１０〜４０℃とすることができる。

処理液におけるリン酸の濃度は１〜１０質量％、リン酸マンガンの濃度は１〜１０質量％、硝酸マンガンの濃度は１〜１０質量％、硝酸ニッケルの濃度は０．１〜１０質量％とすることができる。

なお、通常の処理液を用いて通常の条件で化成処理することにより、リン酸塩層の厚みを０．５μｍ以上とすることは難しい。一回の接触処理で形成されるリン酸塩層の厚みが０．５μｍに達しない場合には、処理液との接触、表面の水洗、及び乾燥を繰り返すことにより、所望の厚みのリン酸塩層を形成することができる。乾燥において、ＩＰＡ等の有機溶媒で水を置換してもよい。水洗をせずに接触処理を長時間行うことによってもリン酸塩層を厚くすることができるが、処理液の濃度が変化する可能性があり、また、他の化合物と反応して処理液の成分や組成が変化する可能性がある。処理液の変化により、意図しない化合物を含んでリン酸塩層が形成されていくと、当該化合物上の新たな層の形成が不均一なものとなり、結果的に所望の厚さを得られなくなる可能性がある。処理液との接触、水洗、及び乾燥を繰り返すことにより、一回の接触処理によって生じる残渣を除去することができる。これにより、残渣によって、処理液の成分や濃度が変化することや、意図しない化合物が生成されることを抑制することができ、所望の厚さを有する均一なリン酸塩層をより安定的に得ることができる傾向がある。

主相２ａ及び粒界相２ｂが表面に露出したＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の磁石素体２に対して上述の化成処理を行うと、Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の主相２ａの表面にリン酸塩層４（被覆部４ａ）が析出し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の粒界相２ｂの表面にリン酸塩層４（被覆部４ａ）が実質的に析出しない。リン酸塩層４（被覆部４ａ）が、主相２ａの表面に選択的に析出する理由は必ずしも明らかではないが、処理液中のリン酸マンガンが主相中のＦｅと反応しやすいためであると考えられる。

（作用）
本実施形態にかかる磁石１０によれば、磁石素体２の表面に２０μｍ以上の厚みを有するリン酸塩層４を有することにより、表面に絶縁性が付与される。

また、リン酸塩層４が、磁石素体２の表面に接して設けられることにより、化成処理の反応速度を向上させることができ、短時間で所望の厚さのリン酸塩層が得られやすくなる。また、リン酸塩層４が、磁石素体２の表面に接して設けられることにより、一定体積の磁石において磁石として機能する磁石素体の体積比率が大きくなり、より優れた磁気特性が得られやすくなる。さらに、磁石素体２とリン酸塩層４との間に別の層が設けられた場合、各層の熱膨張係数が異なるため次のような問題が生じる可能性がある。例えば、磁石を過酷な環境下で使用される自動車等に用いた場合、大きな温度変化（−４０〜２００℃）によって、クラックや層間剥離が生じる可能性が高くなる。しかし、リン酸塩層４が、磁石素体２の表面に接して設けられることにより、上記のようなクラックや層間剥離の発生を抑制することができる。

＜モータ＞
図２は本発明の一実施形態に係るモータを示す図であり、（ａ）はモータの断面図であり、（ｂ）はモータ中の回転子の斜視透視図である。

図２（ａ）において、モータ３０は、回転軸１２と、回転軸１２とともに回転可能に設けられた回転子２０と、回転子２０を取り囲む固定子２４とを備える。円筒状の固定子２４は内側に所定の間隔で設けられた複数のスロット２３を有しており、各スロット２３内に電機子巻線２２がはめ込まれている。図２（ａ）及び（ｂ）において、回転子２０は、円柱状のコア（鉄心）１４、及びコア１４中に周方向に互いに離間して形成され且つ回転軸１２の軸方向に延びる４つのスリット１４Ｓを有している。各スリット１４Ｓには、上述した磁石１０が複数（図４（ｂ）では３つ）配置されている。本明細書では、一つのスリット１４Ｓ内の複数の磁石１０をまとめて磁石集合体１０Ａという。図２の（ａ）において、４つの磁石集合体１０Ａは、回転軸１２側がＮ極で反対側がＳ極である磁石集合体１０Ａと、回転軸１２側がＳ極で反対側がＮ極である磁石集合体１０Ａとが、周方向に交互に配置されており、これによって、コア１４の周方向に沿って隣り合う磁石集合体１０Ａは、コア１４の径方向に沿って互いに逆方向の磁力線を発生する。通常、磁石集合体１０Ａ内の各磁石１０の磁化の向きは互いに同一である。

３つの磁石１０は互いに直接接触した状態で、コア１４のスリット１４Ｓ内で固定されている。磁石１０の表面はリン酸塩層４により電気絶縁性を有することから、モータにおける渦電流損失を抑制することができる。本実施形態に係るモータでは、磁石１０間に電気絶縁性を有する絶縁体を配置する必要がない。このため、（Ｉ）製造コストを低減することができる、（ＩＩ）一定体積の磁石において磁石機能を発現可能な体積の比率が一層大きくなり、より優れた磁気特性が得られやすくなる、（ＩＩＩ）自動車等に使用した際の過酷な温度変化（−４０〜２００℃）による、クラックや層間剥離の発生をさらに抑制できる、等の効果が得られる傾向がある。また、リン酸塩層４が被覆部４ａ及び非被覆部４ｂを有する場合、磁石１０間の接触面積が小さくなるため、磁石１０間の電気絶縁性を一層高くすることができる。

なお、図２の（ａ）では、回転子２０においてスリット１４Ｓ及び磁石集合体１０Ａが周方向に４つ配置された態様を説明したが、スリット１４Ｓ及び磁石集合体１０Ａは周方向に２つ以上配置されていればよい。また、図２の（ｂ）では、回転子２０の磁石集合体１０Ａにおいて磁石１０が回転軸１２の軸方向に３つ配置されているが、２つ配置されていてもよく、４つ以上配置されていてもよい。また、上記実施形態では、スリット１４Ｓ内で３つの磁石１０が回転軸１２の軸方向に並んで配置されているが、図２の（ｂ）に一点鎖線で示すように、３つの磁石１０がコア１４の周方向に並んで配置されていてもよい。さらに、スリット１４Ｓ内では、回転軸１２の軸方向に３つの磁石１０が並んで配置され、且つ、コア１４の周方向に３つの磁石１０が並んで配置されていてもよい。この場合、スリット１４Ｓ内には、合計９つの磁石１０が配置され、磁石集合体１０Ａを構成する。なお、スリット１４Ｓ内において、磁石集合体１０Ａに代えて磁石１０を単独で用いることも可能である。さらに、モータ３０は上記実施形態で説明した態様に限定されず、回転子２０が、２つ以上の磁石を有し、これらのうちの少なくとも１つの磁石が上述した磁石１０であればよい。

上記ではスリット１４Ｓ内で磁石１０同士が直接接触している例について説明したが、接合層を介して互いに固定されていてもよい。磁石１０同士が接合層を介して固定され、且つ、リン酸塩層４が被覆部４ａ及び非被覆部４ｂを有する場合、磁石１０と接合層との間の接着性がアンカー効果によって向上し、磁石１０同士の接着性が向上する傾向がある。

以上、磁石埋め込み式のモータ（ＩＰＭモータ）について説明したが、モータは磁石１０がコア１４のスリット１４Ｓ内でなく、コア１４の外周面に設けられた磁石貼り付け式のモータ（ＳＰＭモータ）であってもよい。

以上のとおり本実施形態にかかる磁石は磁石型モータ（ＰＭモータ）の回転子に使用する永久磁石として好適に用いることができる。本実施形態に係る磁石は表面が絶縁性を有することから、複数の磁石を重ねてモータに使用した場合に渦電流損失を低減することができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

＜Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の作製＞
まず、表１に示す磁石組成を有するＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石が得られるように、ストリップキャスティング法により磁石組成物を準備した。なお、表１では、bal.は、磁石組成全体を１００質量％とした場合の残りを示し、（Ｔ．ＲＥ）は、希土類元素の合計質量％を示す。

次いで、磁石組成物に対して室温で水素を吸蔵させた後、Ａｒ雰囲気下で、６００℃、１時間の脱水素を行う水素粉砕処理（粗粉砕）を行った。

なお、本実施例では、この水素粉砕処理から焼結までの各工程（微粉砕及び成形）を、５０ｐｐｍ未満の酸素濃度のＡｒ雰囲気下で行った（以下の実施例及び比較例において同じ）。

次に、水素粉砕後微粉砕を行う前に粗粉砕粉末に粉砕助剤として、ステアリン酸亜鉛０．１質量％を添加し、ナウタミキサを用いて混合した。その後、ジェットミルを用いて微粉砕を行い、平均粒径が４．０μｍ程度の微粉砕粉末とした。

得られた微粉砕粉末を、電磁石中に配置された金型内に充填し、１２００ｋＡ／ｍの磁場を印加しながら１２０ＭＰａの圧力を加える磁場中成形を行い、成形体を得た。

その後、得られた成形体を、真空中１０６０℃で４時間保持して焼成した後、急冷して、表１に示す磁石組成を有する希土類磁石を得た。そして、得られた希土類磁石を、８５０℃で１時間、及び、５４０℃で２時間（ともにＡｒ雰囲気下）の２段階の時効処理を施した。

作製した磁石を１％硝酸水溶液中に９０秒間浸漬し、浸漬後の磁石を水洗した。さらに磁石をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で洗浄した（ＩＰＡ置換）後、８０℃の炉内に５分間放置してＩＰＡを揮発させ、Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の磁石素体を作製した。

図３は得られたＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の磁石素体の表面を撮影した画像である。主相２ａ及び粒界相２ｂが観察された。

＜磁石の作製＞
（実施例１）
化成処理液Ａを処理容器内に準備した。上記化成処理液Ａの成分は下記表２のとおりである。８０℃に設定したオイルバスのバス内に化成処理液Ａを含んだ上記処理容器を配置し、化成処理液Ａ中にＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石を浸漬した。浸漬後の磁石を水洗し、１５０℃の炉内で２０分間放置して乾燥させた。以降、浸漬、水洗、乾燥を合わせて化成処理工程と称することがある。

上記磁石に対して上記化成処理液Ａへの浸漬、水洗、及び乾燥の工程をさらに２回繰り返し、合計３回の化成処理工程を行うことにより、リン酸塩層を形成し、実施例１の磁石を作製した。得られた磁石を化成処理面と垂直な方向に切断し、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて切断面を観察したところ、磁石上へのリン酸塩層の形成が確認でき、リン酸塩層の厚さを測定したところ０．６３μｍであった。

また、リン酸塩層に対し、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ−ＥＤＳ）にて元素分析をおこなったところリン、酸素、カリウム、カルシウム、鉄、及びマンガンの存在が確認されたことから、マンガンを含むリン酸塩を主成分とする膜の形成が確認された。

また、リン酸塩層は、被覆部及び非被覆部を有していた。

（実施例２〜５）
上記化成処理液Ａへの浸漬、水洗、及び乾燥の工程（化成処理工程）を、それぞれ合計４回、５回、６回、７回に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２〜５の磁石を作製した。実施例２〜５の磁石の被膜の厚さを測定したところ、それぞれ０．７５μｍ、１．１μｍ、１．２μｍ及び１．３μｍであった。また、実施例２〜５の磁石の被膜には、いずれもリン、酸素、カリウム、カルシウム、鉄、及びマンガンの存在が確認され、マンガンを含むリン酸塩を主成分とする膜の形成が確認された。また、図４の（ａ）は実施例５にて作製した磁石の表面の画像であり、（ｂ）は磁石の表面近傍の断面画像である。

（比較例１）
化成処理工程を行わず、上記で得られたＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の本体部自体（リン酸塩層を有さない）を比較例１の磁石とした。

（比較例２）
上記化成処理液Ａへの浸漬、水洗、及び乾燥の工程（化成処理工程）を１回のみ行ったこと以外は、実施例１と同様にして比較例２の磁石を作製した。比較例２の磁石の被膜の厚さを測定したところ、０．１８μｍであった。また、比較例２の磁石の被膜には、リン、酸素、鉄、及びマンガンの存在が確認され、マンガンを含むリン酸塩を主成分とする膜の形成が確認された。

（比較例３）
上記化成処理液Ａへの浸漬、水洗、及び乾燥の工程（化成処理工程）を合計２回に変更したこと以外は、実施例１と同様にして比較例３の磁石を作製した。比較例３の磁石の被膜の厚さを測定したところ、０．３１μｍであった。また、比較例３の磁石の被膜には、リン、酸素、鉄、及びマンガンの存在が確認され、マンガンを含むリン酸塩を主成分とする膜の形成が確認された。

（比較例４）
化成処理液Ｂを処理容器内に準備した。化成処理液Ｂの成分は下記表３のとおりである。６０℃に設定したオイルバスのバス内に化成処理液Ｂを含んだ上記処理容器を配置し、化成処理液Ｂ中にＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石を浸漬した。浸漬後の磁石を水洗し、１５０℃の炉内で２０分間放置して乾燥させた。

比較例４の磁石の被膜の厚さを測定したところ、０．０５μｍであった。また、比較例４の磁石の被膜には、リン、酸素、鉄、及び亜鉛（Ｚｎ）の存在が確認され、亜鉛を含むリン酸塩を主成分とする膜の形成が確認された。

（比較例５）
上記化成処理液Ｂへの浸漬、水洗、及び乾燥の工程（化成処理工程）を合計２回に変更したこと以外は、比較例４と同様にして比較例５の磁石を作製した。比較例５の磁石の被膜の厚さを測定したところ、０．１０μｍであった。また、比較例５の磁石の被膜には、リン、酸素、鉄、及び亜鉛の存在が確認され、亜鉛を含むリン酸塩を主成分とする膜の形成が確認された。

（比較例６）
上記化成処理液Ｂへの浸漬、水洗、及び乾燥の工程（化成処理工程）を合計３回に変更したこと以外は、比較例４と同様にして比較例６の磁石を作製した。比較例６の磁石の被膜の厚さを測定したところ、０．１５μｍであった。また、比較例６の磁石の被膜には、リン、酸素、鉄、及び亜鉛の存在が確認され、亜鉛を含むリン酸塩を主成分とする膜の形成が確認された。

＜磁石の評価＞
各実施例及び比較例の磁石（縦８．００ｍｍ×横７．９５ｍｍ×厚さ４．６５ｍｍ）の２つを、その縦横面（主面）同士を対向させて重ね合わせた。重ね合わせたサンプルの重ね合わせ方向の両外側の２面に抵抗計の端子をそれぞれ接触させ、端子間の抵抗値を測定した。

各実施例及び比較例の磁石に対する抵抗値の測定結果を、それぞれの化成処理工程回数、被膜中の主成分、被覆部占有割合、並びに被膜の厚さとともに表４に示す。

実施例１〜５で得られた磁石には、いずれもムラのない均一な被膜が形成されており、比較例１〜６と比べて高い抵抗値が得られた。図２は実施例５で得られた磁石を撮影した画像であり、（ａ）は磁石の表面の画像であり、（ｂ）は磁石の断面の画像である。

２…磁石素体、２ａ…主相、２ｂ…粒界相、４…被膜（リン酸塩層）、４ａ…被覆部（リン酸塩層）、４ｂ…非被覆部、１０…磁石、１２…回転軸、１４…コア、１４Ｓ…スリット、２０…回転子、２４…固定子、３０…モータ。

Claims

希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素Ｂを含有する磁石素体と、
マンガン含有リン酸塩を含むリン酸塩層と、
を備え、
前記リン酸塩層は前記磁石素体の表面上に設けられており、
前記リン酸塩層の厚さは０．５μｍ以上である、磁石。
前記磁石素体の表面は、複数のＲ_２Ｔ_１４Ｂ結晶粒からなる主相と、前記Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ結晶粒間に配置された粒界相とを有し、
前記リン酸塩層は前記磁石素体の前記主相を被覆し、前記磁石素体の前記粒界相を被覆しない、請求項１に記載の磁石。
前記リン酸塩層の厚さは５．０μｍ以下である、請求項１又は２に記載の磁石。
コア及び２つ以上の磁石を有する回転子と、固定子とを備え、
少なくとも１つの前記磁石は請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁石である、モータ。
前記コアはスリットを有し、前記スリットに請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁石が複数配置された、請求項４に記載のモータ。