永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久磁铁、旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁

摘要

永久磁铁的制造方法，向以长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状的腔体(21)填充磁性粉末(52)。填充磁性粉末(52)的填充步骤具有：第1填充步骤，填充磁性粉末(52)中的不含有重稀土类元素或含有重稀土类元素的第1磁性粉末(52a)；以及第2填充步骤，将重稀土类元素的混合比例比第1磁性粉末(52a)高的第2磁性粉末(52b)填充到腔体(21)内的规定位置。

说明书

技术领域

本发明涉及采用分别具有不同组分的多种磁性材料或者多种永久磁铁材料制造 出的永久磁铁中的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久磁铁、旋转电机 以及旋转电机用的永久磁铁。

背景技术

已知稀土类烧结磁铁是永久磁铁中性能最高的磁铁。稀土类烧结磁铁一直以来被 广泛应用于伺服电机、电梯用电机等旋转设备以及家电制品等。

特别是稀土类烧结磁铁需要应对因旋转设备驱动时的温度上升而造成的高温环 境，而且需要防止因高温而造成的退磁。

因此，要求稀土类烧结磁铁耐热性优异且具有高矫顽磁力。

作为提高稀土类烧结磁铁的矫顽磁力最有效的手段，可举出如下方法：将Nd等 轻稀土类元素的一部分置换成Dy、Tb等重稀土类元素的组分的合金，用作稀土类烧 结磁铁的原料。

然而，相对于稀土类烧结磁铁的矫顽磁力，稀土类烧结磁铁的残留磁通密度通常 具有相反的特性。因此，向稀土类烧结磁铁添加Dy、Tb等重稀土类元素能够提高稀 土类烧结磁铁的矫顽磁力。另一方面，将会降低稀土类烧结磁铁的残留磁通密度。因 此，稀土类烧结磁铁很难兼顾矫顽磁力和残留磁通密度。

另外，由于Dy、Tb等重稀土类元素属于稀有金属，价格较高。因此，从保护地 球环境和降低磁铁成本的观点来看，希望抑制Dy、Tb等重稀土类元素的使用量。

针对这样的问题，在专利文献1中用于旋转设备的永久磁铁，是用粘接剂将特别 提高了矫顽磁力的永久磁铁与矫顽磁力低且残留磁通密度高的磁铁接合起来。

由此，能够在旋转电机驱动时温度上升的部分和来自定子的退磁场发生作用的部 分使用提高了矫顽磁力的永久磁铁，而在其它部分使用残留磁通密度高的永久磁铁。 因此，公开了一种能够选择性地提高永久磁铁的矫顽磁力，从而兼顾残留磁通密度和 矫顽磁力，降低重稀土类元素的使用量的技术。

另外，在专利文献2中，作为永久磁铁的材料，使用了重稀土类元素的配比量不 同的第1原料合金粉末和第2原料合金粉末两种原料合金粉末。该第1原料合金粉末 是不含重稀土类元素或者重稀土类元素的混合比例比第2原料合金粉末低的原料合 金粉末。另外，第2原料合金粉末是重稀土类元素的混合比例比第1原料合金粉末高 的原料合金粉末。

而且，通过如下步骤公开了R-Fe-B系烧结磁铁的制造方法：填充步骤，将第1 原料合金粉末和第2原料合金粉末分别填充到通过模具形成的腔体内的规定空间内； 得到由第1成型体部分和第2成型体部分构成复合成型体的步骤，其中，第1成型体 部分由第1原料合金粉末成型；第2成型体部分由第2原料合金粉末成型；以及通过 烧结该复合成型体而得到第1成型体部分和第2成型体部分接合而成的烧结磁铁或者 永久磁铁的步骤。

在该方法的填充步骤中，在纵向细长的腔体内配置纵向的隔板来对腔体内进行分 割。然后，将第1原料合金粉末和第2原料合金粉末分别填充到分割后的腔体内。然 后，去除腔体内的隔板，对第1原料合金粉末和第2原料合金粉末进行加压成型。

由此，与专利文献1相同，能够选择性地提高永久磁铁的矫顽磁力，从而兼顾残 留磁通密度和矫顽磁力，并降低重稀土类元素的使用量。

另外，在专利文献3中，是分别制作作为晶粒组分的Nd2Fe14B化合物合金的原 料粉末和含有Dy、Tb等重稀土类元素的合金的原料粉末后混合烧结。

通过该烧结，含有重稀土类元素的合金变成液相。然后，该合金中的重稀土类元 素会以包围Nd2Fe14B化合物合金的方式分布。因此，能够抑制永久磁铁的残留磁通 密度的降低，同时增大矫顽磁力。

另外，在专利文献4中，是在烧结成型的永久磁铁的表面涂布含有Dy、Tb等重 稀土类元素的氟化物，之后实施热处理。

通过该热处理，涂布在永久磁铁的表面的重稀土类元素渗入永久磁铁的内部。因 此，重稀土类元素仅存在于永久磁铁的期望部分。

并且，永久磁铁通过热处理，只有晶粒界面附近的重稀土类元素变浓，晶粒界面 附近的各向异性磁场増大。因此，能够抑制永久磁铁的残留磁通密度的降低，同时增 大矫顽磁力。

这样，公开了一种能够兼顾永久磁铁的残留磁通密度和矫顽磁力，并降低重稀土 类元素的使用量的永久磁铁的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献5：日本特开昭60-219947(第1页～第5页)

专利文献6：日本特开2010-98080(段落[0038]～[0046]，图6)

专利文献7：日本特开平5-21218号公报

专利文献8：日本特开2011-19401号公报(段落[0015]～[0059])

发明内容

发明要解决的课题

然而，如专利文献1所示，在通过机械加工而进行形状精加工后粘接微小的永久 磁铁的方法中，机械加工的步骤变得烦杂，可能会因磁铁的缺陷、裂纹而导致成品率 的恶化。而且，由于增加了机械加工的步骤，有可能导致成本增加。

另外，预先将第1原料合金粉末填充到模具中制造第1成型部分。然后，将第2 原料合金粉末填充到模具中制造第2成型部分。然后，在使第1成型部分和第2成型 部分抵接的状态下通过烧结步骤而使其一体化。在该方法的情况下，第1成型部分成 型后的密度分布和第2成型部分成型后的密度分布彼此不同。因此，第1成型部分和 第2成型部分烧结时的收缩尺寸不同。因此，烧结收缩时第1成型部分和第2成型部 分分离，接触区域减少。因而，存在第1成型部分和第2成型部分无法相互充分紧密 贴合而一体化的可能性。

另外，如专利文献2所示，由于特别强地施加来自定子的退磁场，因此，永久磁 铁的需要高矫顽磁力的区域是永久磁铁的具有截面中的极小截面的区域。因此，为了 在该较小的区域配置重稀土类元素的混合比例较高的原料合金粉末，采用在纵向较长 的腔体内配置隔板来分割腔体的方法时，腔体的截面积减小，并且，腔体的深度加深。 即，腔体的开口区域减小，成为深度方向细长的腔体。

在这样的开口区域减小且细长的腔体内填充原料合金粉末时，在腔体内产生原料 合金粉末的桥(brige)、空洞等，无法进行均匀的填充。而且，产生无法在腔体内填 充规定量的原料合金粉末的问题。

另外，在纵向较长的腔体中，填充于腔体下部的原料合金粉末受到腔体上部的原 料合金粉末的挤压而被压实，产生定向系数降低的问题。此外，在填充原料合金粉末 时在腔体内产生的原料合金粉末的填充密度差原样保持成型时的密度差的状态下被 压缩成型。因此，由于在永久磁铁的高度方向产生密度差，因而烧结后的收缩率不同。 由此，产生永久磁铁烧结体的扭曲变大，变形量变大的问题。

此外，由于原料合金粉末的深度方向、水平方向的填充密度差，产生在第1成型 部分与第2成型部分的界面发生龟裂、破损的课题。

而且，在用隔板划分腔体内进行填充后，并在加压成型前去除隔板的方法中，将 会导致与隔板的厚度相应地空出空间。因此，隔板所处区域的原料合金粉末的填充密 度变低。因此，永久磁铁的形状由于烧结时的收缩而扭曲，产生上述界面发生龟裂、 破损等的课题。

另外，在专利文献3所示的方法中，由于需要准备重稀土类元素的浓度不同的两 种原料粉末进行混合，因而作业工时数增加。

而且，在将重稀土类元素混合于永久磁铁整体的状态下，在1000℃左右的高温 下烧结永久磁铁。因此，重稀土类元素由于高温的影响而扩散到晶粒的内部，残留磁 通密度降低。结果，可能导致永久磁铁整体的残留磁通密度大幅降低。

另外，专利文献4所示的方法中，在烧结后的永久磁铁的表面涂布重稀土类元素， 之后通过热处理使重稀土类元素渗入永久磁铁的内部。

但是，成型后的永久磁铁由于其原料粉末是被压缩烧结而成型的，因而粉末密度 高。因此，重稀土类元素很难渗入永久磁铁的内部。

因此，重稀土类元素仅存在于永久磁铁的表面。因此，无法充分提高永久磁铁的 期望部分的矫顽磁力。而且，永久磁铁表面的重稀土类元素的浓度变得过高，将会导 致残留磁通密度变得过低。

此外，为了使重稀土类元素从永久磁铁的表面渗入到一定的深度，需要较长的时 间和较高的热处理温度。

然而，如果热处理温度过高，则由于重稀土类元素扩散到晶粒内部，可能导致残 留磁通密度降低。此外，如果延长用于渗入的时间，则产生时间过长而生产效率降低 的课题。

本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种矫顽磁力和残留 磁通密度优异且稀土类元素的使用量得到减少的永久磁铁中的永久磁铁的制造方法、 永久磁铁的制造装置、永久磁铁、旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁。

用于解决问题的手段

本发明的永久磁铁的制造方法具有：

填充步骤，向通过模具形成的腔体内填充磁性粉末；以及

加压步骤，通过对所述腔体内的所述磁性粉末加压，对所述磁性粉末进行压缩成 型，其中，

所述腔体以该腔体的长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状，

所述填充步骤具有：

第1填充步骤，填充所述磁性粉末中的不含有重稀土类元素或含有重稀土类元素 的第1磁性粉末；以及

第2填充步骤，将所述重稀土类元素的混合比例比所述第1磁性粉末高的第2 磁性粉末填充到所述腔体内的规定位置。

本发明的永久磁铁的制造装置向通过模具形成的腔体内填充磁性粉末，通过对所 述腔体内的所述磁性粉末加压，对所述磁性粉末进行压缩成型，其中，

所述腔体以该腔体的长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状，

所述永久磁铁的制造装置具有：

第1盖部，其在所述腔体内填充有所述磁性粉末的状态下进行封闭，在所述腔体 侧的规定位置具有形成有凸部的预成型部；以及

第2盖部，其在所述腔体内填充有所述磁性粉末的状态下进行封闭，在所述腔体 侧具有成型部，

所述预成型部被设置成，能够通过用该预成型部按压所述腔体内的所述磁性粉 末，转印所述预成型部的形状而对在所述规定位置形成有凹部的所述磁性粉末进行成 型，

所述成型部被设置成，能够通过用该成型部按压所述腔体内的所述磁性粉末，转 印所述成型部的形状而对所述磁性粉末进行成型。

本发明的永久磁铁是使用如下的永久磁铁的制造方法而制造出的，该永久磁铁的 制造方法具有：

填充步骤，向通过模具形成的腔体内填充磁性粉末；以及

加压步骤，通过对所述腔体内的所述磁性粉末加压，对所述磁性粉末进行压缩成 型，其中，

所述腔体以该腔体的长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状，

所述填充步骤具有：

第1填充步骤，填充所述磁性粉末中的不含有重稀土类元素或含有重稀土类元素 的第1磁性粉末；以及

第2填充步骤，将所述重稀土类元素的混合比例比所述第1磁性粉末高的第2 磁性粉末填充到所述腔体内的规定位置。

本发明的旋转电机具有在周向等间隔地配置使用如下的永久磁铁的制造方法而 制造出的永久磁铁而形成的转子，该永久磁铁的制造方法具有：

填充步骤，向通过模具形成的腔体内填充磁性粉末；以及

加压步骤，通过对所述腔体内的所述磁性粉末加压，对所述磁性粉末进行压缩成 型，其中，

所述腔体以该腔体的长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状，

所述填充步骤具有：

第1填充步骤，填充所述磁性粉末中的不含有重稀土类元素或含有重稀土类元素 的第1磁性粉末；以及

第2填充步骤，将所述重稀土类元素的混合比例比所述第1磁性粉末高的第2 磁性粉末填充到所述腔体内的规定位置。

本发明的永久磁铁的制造方法具有：

填充步骤，向通过模具形成的腔体内填充永久磁铁材料；以及

加压步骤，通过对所述腔体内的所述永久磁铁材料加压，对所述永久磁铁材料进 行压缩成型，其中，

所述腔体以该腔体的长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状，

所述填充步骤具有：

第1填充步骤，填充所述永久磁铁材料中的不含有重稀土类元素或含有重稀土类 元素的第1永久磁铁材料；以及

第2填充步骤，将所述永久磁铁材料中的、将重稀土类元素混合到溶剂中而制作 出的稀浆状的第2永久磁铁材料，填充到所述腔体内的规定位置。

本发明的永久磁铁的制造方法具有：

填充步骤，向通过模具形成的腔体内填充永久磁铁材料；以及

加压步骤，通过对所述腔体内的所述永久磁铁材料加压，对所述永久磁铁材料进 行压缩成型，其中，

所述腔体以该腔体的长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状，

所述填充步骤具有：

第1填充步骤，填充所述永久磁铁材料中的不含有重稀土类元素或含有重稀土类 元素的第1永久磁铁材料；

第2填充步骤，将所述永久磁铁材料中的、将重稀土类元素制作成粉末状的第3 永久磁铁材料填充到所述腔体内的规定位置；以及

第1晃动步骤，使填充在所述腔体内的所述永久磁铁材料晃动。

本发明的永久磁铁的制造装置向通过模具形成的腔体内填充永久磁铁材料，通过 对所述腔体内的所述永久磁铁材料加压，对所述永久磁铁材料进行压缩成型，其中，

所述腔体以该腔体的长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状，

在所述腔体内具有能够排出所述永久磁铁材料中的稀浆状的永久磁铁材料的排 出部。

本发明的永久磁铁是使用如下的永久磁铁的制造方法而制造出的，该永久磁铁的 制造方法具有：

填充步骤，向通过模具形成的腔体内填充永久磁铁材料；以及

加压步骤，通过对所述腔体内的所述永久磁铁材料加压，对所述永久磁铁材料进 行压缩成型，其中，

所述腔体以该腔体的长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状，

所述填充步骤具有：

第1填充步骤，填充所述永久磁铁材料中的不含有重稀土类元素或含有重稀土类 元素的第1永久磁铁材料；以及

第2填充步骤，将所述永久磁铁材料中的、将重稀土类元素混合到溶剂中而制作 出的稀浆状的第2永久磁铁材料填充到所述腔体内的规定位置。

本发明的永久磁铁是使用如下的永久磁铁的制造方法而制造出的，该永久磁铁的 制造方法具有：

填充步骤，向通过模具形成的腔体内填充永久磁铁材料；以及

加压步骤，通过对所述腔体内的所述永久磁铁材料加压，对所述永久磁铁材料进 行压缩成型，其中，

所述腔体以该腔体的长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状，

所述填充步骤具有：

第1填充步骤，填充所述永久磁铁材料中的不含有重稀土类元素或含有重稀土类 元素的第1永久磁铁材料；

第2填充步骤，将所述永久磁铁材料中的、将重稀土类元素制作成粉末状的第3 永久磁铁材料填充到所述腔体内的规定位置；以及

第1晃动步骤，使填充在所述腔体内的所述永久磁铁材料晃动。

本发明的旋转电机具有在周向等间隔地配置使用如下的永久磁铁的制造方法而 制造出的永久磁铁而形成的转子，该永久磁铁的制造方法具有：

填充步骤，向通过模具形成的腔体内填充永久磁铁材料；以及

加压步骤，通过对所述腔体内的所述永久磁铁材料加压，对所述永久磁铁材料进 行压缩成型，其中，

所述腔体以该腔体的长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状，

所述填充步骤具有：

第1填充步骤，填充所述永久磁铁材料中的不含有重稀土类元素或含有重稀土类 元素的第1永久磁铁材料；以及

第2填充步骤，将所述永久磁铁材料中的、将重稀土类元素混合到溶剂中而制作 出的稀浆状的第2永久磁铁材料填充到所述腔体内的规定位置。

本发明的旋转电机具有在周向等间隔地配置使用如下的永久磁铁的制造方法而 制造出的永久磁铁而形成的转子，该永久磁铁的制造方法具有：

填充步骤，向通过模具形成的腔体内填充永久磁铁材料；以及

加压步骤，通过对所述腔体内的所述永久磁铁材料加压，对所述永久磁铁材料进 行压缩成型，其中，

所述腔体以该腔体的长边方向在水平方向延伸的方式形成为槽状，

所述填充步骤具有：

第1填充步骤，填充所述永久磁铁材料中的不含有重稀土类元素或含有重稀土类 元素的第1永久磁铁材料；

第2填充步骤，将所述永久磁铁材料中的、将重稀土类元素制作成粉末状的第3 永久磁铁材料填充到所述腔体内的规定位置；以及

第1晃动步骤，使填充在所述腔体内的所述永久磁铁材料晃动。

本发明的旋转电机用的永久磁铁配置于旋转电机，由R-T-B系(R为Nd、Pr、 Dy、Tb中的至少任意一种以上的稀土类元素，T表示Fe或者包含Fe、Co的过渡金 属元素)稀土类磁铁形成，其中，

在所述永久磁铁中，与所述旋转电机的定子相对的周面的、所述永久磁铁的旋转 方向的两角部的重稀土类元素的浓度比其它部分的重稀土类元素的浓度高，

该重稀土类元素的浓度从所述两角部向中心部连续地降低，并且，重稀土类元素 的浓度在R2T14B晶相内部均匀分布。

发明效果

本发明的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久磁铁、旋转电机以及 旋转电机用的永久磁铁如上所述地构成，因此，能够提供一种矫顽磁力和残留磁通密 度的平衡性优异且稀土类元素的使用量得到减少的永久磁铁中的永久磁铁的制造方 法、永久磁铁的制造装置、永久磁铁、旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的永久磁铁的制造装置的结构的剖视图，表示该 永久磁铁的制造装置内的磁场方向。

图2是表示本发明的实施方式1的模具的结构的立体图以及剖视图。

图3是表示本发明的实施方式1的永久磁铁型旋转电机的结构的俯视图。

图4是表示本发明的实施方式1的形成永久磁铁型旋转电机的转子的结构的俯视 图。

图5是表示本发明的实施方式1的形成永久磁铁型旋转电机的永久磁铁的结构的 立体图。

图6是表示本发明的实施方式1的向永久磁铁的制造装置填充磁性粉末的步骤的 永久磁铁的制造装置的剖视图。

图7是表示本发明的实施方式1的永久磁铁的制造装置的动作的永久磁铁的制造 装置的剖视图。

图8是表示本发明的实施方式1的模具的其它形状的一例的剖视图。

图9是表示本发明的实施方式2的盖部的形状的剖视图。

图10是表示本发明的实施方式2的向永久磁铁的制造装置填充磁性粉末的步骤 的永久磁铁的制造装置的剖视图。

图11是表示本发明的实施方式3的永久磁铁的结构的剖视图。

图12是表示本发明的实施方式4的模具和腔体内的磁性粉末的永久磁铁的制造 装置的剖视图。

图13是表示本发明的实施方式5的腔体和磁铁的永久磁铁的制造装置的剖视图。

图14是表示本发明的实施方式7的形成永久磁铁型旋转电机的永久磁铁的结构 的立体图。

图15是表示本发明的实施方式7的向永久磁铁的制造装置填充永久磁铁材料的 步骤的永久磁铁的制造装置的剖视图。

图16是表示本发明的实施方式7的模具的截面的放大图。

图17是表示本发明的实施方式7的设置有模具的永久磁铁的制造装置的动作的 永久磁铁的制造装置的剖视图。

图18是表示本发明的实施方式7的模具的其它形状的一例的剖视图。

图19是表示本发明的实施方式8的向永久磁铁的制造装置填充永久磁铁材料的 步骤的永久磁铁的制造装置的剖视图。

图20是表示本发明的实施方式9的模具和腔体内的永久磁铁材料的永久磁铁的 制造装置的剖视图。

图21是表示本发明的实施方式10的模具和磁铁的永久磁铁的制造装置的剖视 图。

具体实施方式

实施方式1

首先，基于附图说明本发明的实施方式1的永久磁铁50以及使用该永久磁铁50 形成的永久磁铁型旋转电机40的结构。

图1是表示永久磁铁的制造装置100的结构的剖视图。而且，表示该永久磁铁的 制造装置100内的磁场方向。

图2是表示模具20的结构的立体图以及腔体21的短边方向的剖视图。

图3是表示永久磁铁型旋转电机40的结构的俯视图。

图4是表示形成永久磁铁型旋转电机40的转子41的结构的俯视图。

图5是表示形成永久磁铁型旋转电机40的永久磁铁50的结构的立体图。

图6是表示向通过模具20形成的腔体21内填充第1磁性粉末52a、第2磁性粉 末52b的步骤的永久磁铁的制造装置100的腔体21的长边方向和短边方向的剖视图。

如图3所示，永久磁铁型旋转电机40(以下称作旋转电机40)被用作电机等。 旋转电机40主要由转子41和配置在转子41的外周侧的定子42构成。

定子42由沿转子41的外周层叠钢板而成的层叠钢板构成。该层叠钢板具有在旋 转电机40的径向内侧延伸的12个齿部46。

各齿部46具有齿部46的宽度尺寸朝向旋转电机40的周向变大的部位即闸瓦47。

各齿部46具有卷绕导线(在本实施方式中使用铜材)而形成的线圈45。线圈45 与齿部46之间具有用于确保两者间的绝缘性的树脂材料(未图示)。

而且，定子42的齿部46的数量和转子41的磁极数不限于12个、10极，还可 以是例如2极3槽、10极12槽、8极12槽。

转子41具有层叠多块钢板而形成的铁芯44。如图4所示，铁芯44具有用于插 通中心轴43的贯通孔48。

在铁芯44的外周侧，在周向上等间隔地配置有10个永久磁铁50，相邻的永久 磁铁50彼此被配置成相对于周向交替地在外周形成N极和S极。

如图5所示，永久磁铁50是将具有底面和前后左右面的长方体部分和具有上表 面(以下称作周面J)的半圆柱体部分接合而成的形状。

如图3所示，该永久磁铁50以永久磁铁50的长边方向在旋转电机40的轴向延 伸的方式配置于转子41。这种情况下，图5所示的永久磁铁50的斜线所示部位(以 下称作角部51)是在旋转电机40驱动时，从定子42承受特别大的退磁场的部位。

如图4所示，该角部51形成在永久磁铁50的周面J的两端部的区域。此外，该 角部51的形成部位为转子41由于来自定子42的磁场进行旋转的方向。

如图5所示，永久磁铁50由第1磁性粉末52a和第2磁性粉末52b两种磁性粉 末52形成。

第1磁性粉末52a和第2磁性粉末52b的不同在于重稀土类元素的混合比例。第 1磁性粉末52a不含重稀土类元素或重稀土类元素的混合比例比第2磁性粉末52b的 重稀土类元素的混合比例低。

第2磁性粉末52b的重稀土类元素的混合比例比第1磁性粉末52a的重稀土类元 素的混合比例高。

从定子42承受特别大的退磁场的角部51由第2磁性粉末52b构成。该永久磁铁 50的角部51以外的区域由第1磁性粉末52a构成。

而且，永久磁铁50的形状也可以是上述以外的形状，例如，还可以是截面为矩 形的矩形板状磁铁、截面为圆弧板状的板状磁铁等。由于这种情况在以下的实施方式 中也是同样的，因而适当省略其说明。

下面，利用图1说明制造永久磁铁50的永久磁铁的制造装置100的结构。

如图1所示，永久磁铁的制造装置100(以下称作装置100)具有架台1，该架 台1由截面形成为矩形框状的强磁性部件形成。

在形成为矩形框状的架台1的内部空间，具有在上下即高度方向相对配置的作为 磁场发生部的一对圆形的电磁铁30a、30b。

在电磁铁30a、30b的内周部，配置有由强磁性部件形成的上下一对极片31a、 31b。

配置在上部的极片31a以其直径朝向下部方向逐渐减小的方式构成。配置在下部 的极片31b以其直径朝向上部逐渐减小的方式构成。

极片31a与极片31b之间具有空隙。

如图1的(b)所示，由电磁铁30a、30b产生的以虚线表示的磁场X通过极片 31b，并通过极片31a、31b间的空隙，向相对的极片31a流动，进而通过架台1回到 极片31b。这样，利用上述矩形框状的架台1，磁场X在闭合的磁路中流动。

在极片31a、31b间的空隙配置有模具20。

图2所示的模具20是用于填充作为永久磁铁50的原料的磁性粉末52，并对填 充的磁性粉末52进行加压成型的成型模具。

模具20主要由阴模(die)22、盖部23和阳模(punch)24构成。

阴模22具有截面为棱角状的U字形的腔体21。该腔体21以长边方向在水平方 向延伸到阴模22的端面的方式形成为槽状。

盖部23以覆盖腔体21的上部的方式与阴模22的接触面嵌合。由此，腔体21 具有能够封闭的结构。而且，盖部23在腔体21侧具有成型部27。

该成型部27是用于对填充在腔体21内的磁性粉末52的上部侧进行成型的部位。

各阳模24以拦住腔体21的长边方向的两端部的方式配置。各阳模24在各自一 端侧具有推压部26。各阳模24在各自另一端侧具有与腔体21截面形状相同的加压 部25。各阳模24是用于从水平方向对填充在腔体21内的磁性粉末52进行加压的一 对加压机构部。

阳模24的加压部25与由阴模22和盖部23形成的腔体21嵌合，同时能够以在 腔体21的延伸方向接近、离开的方式滑动。

为了使阳模24滑动，在推压部26的外侧方向设置加压气缸(未图示)。并且， 在使该加压气缸工作时，活塞(未图示)推动推压棒(未图示)。然后，推压棒(未 图示)在引导部件(未图示)上滑动，推动阳模24的推压部26。然后，两个阳模24 的加压部25向相互接近的方向滑动。

如图1的(b)所示，利用阳模24进行加压的加压方向为与由电磁铁30a、30b 产生的磁场X正交的方向。

此外，模具20成为能够与装置100离开的结构，所述装置100由电磁铁30a、 30b和极片31a、31b构成的磁场发生部、加压部以及架台1构成。

接下来，对利用上述装置100制造永久磁铁50的方法进行说明。

作为永久磁铁50的原料的磁性粉末52，准备具有重稀土类元素即Dy的混合比 例较低的组分的Nd-Fe-B系稀土类永久磁铁用粉末(第1磁性粉末52a)和具有Dy 的混合比例比第1磁性粉末52a高的组分的Nd-Fe-B系稀土类磁铁用粉末(第2磁性 粉末52b)。另外，Nd-Fe-B系稀土类磁铁用粉末是R-T-B系(R为Nd、Pr、Dy、Tb 中的至少任意1种以上的稀土类元素，T表示Fe或者包含Fe、Co的过渡金属元素) 稀土类磁铁的一种，由于其它R-T-B系稀土类磁铁在以下的实施方式中也是同样的， 因而适当省略其说明。

首先，从准备上述两种磁性粉末52的步骤开始说明。

准备由1.5质量％的轻稀土类元素、0.5～1.5质量％的B(硼)、剩余部分Fe以 及不可避免的杂质组成的第1永久磁铁粉末用原料合金。

在本发明的实施方式1中采用带铸(strip cast)法，在氩气环境中，通过高频熔 解加热至1500℃左右而使其成为液态，利用单辊激冷法急速冷却而制造板厚0.3mm 左右的鳞片状合金。

接着，准备第2永久磁铁粉末用原料合金，同样采用带铸法制造，所述第2永久 磁铁粉末用原料合金由27.5质量％的轻稀土类、1.5～10质量％左右的重稀土类、 0.5～1.5质量％的B(硼)、剩余部分Fe以及不可避免的杂质组成。

之后，分别用氢炉对第1、第2永久磁铁粉末用原料合金进行热处理，并进行氢 脆化处理。此时，原料合金成为被破碎成0.1mm～数mm左右大小的粗粉末。

然后，将第1、第2永久磁铁用粗粉末分别投入喷射粉碎机进行微粉碎处理，粉 碎成0.1μm～15μm的大小，一般粉碎成3.5μm左右的大小，得到第1磁性粉末52a、 第2磁性粉末52b。

即，从原料合金的制造到磁性粉末52的制造，第1磁性粉末52a、第2磁性粉 末52b不相互混合，分别地进行处理、制造。

而且，第1磁性粉末52a中可以添加Dy，也可以不添加Dy。而且，第1磁性粉 末52a只要具有在永久磁铁50的内部来自定子42的退磁场较弱的区域中，永久磁铁 50不因退磁场而退磁的程度的矫顽磁力即可。

另一方面，第2磁性粉末52b需要具有即使受到来自定子42的强退磁场也不退 磁的程度的充分的矫顽磁力。因此，第2磁性粉末52b的Dy的混合比例形成得高。

接下来，基于附图说明利用上述第1磁性粉末52a、第2磁性粉末52b制造永久 磁铁50的方法。

首先，如图6的(a)所示，在将模具20设置到极片31a、31b间的空隙之前， 卸下盖部23。

然后，配置成使两个阳模24的加压部25相互离开而形成的腔体21的长度尺寸 成为永久磁铁50的长边方向的尺寸的2～3倍左右。

接下来，如图6的(b)所示，向腔体21内填充规定重量的第1磁性粉末52a。

此时，将第1磁性粉末52a以装满腔体21的方式无遗漏地调整、填充成相同的 状态。

将从图6的(a)的状态加工成图6的(b)的状态的上述填充步骤称作第1填充 步骤。

接下来，如图6的(c)所示，将第2磁性粉末52b填充到腔体21内的规定区域。

该规定区域是相当于在成型后的永久磁铁50中特别想提高矫顽磁力的部分的区 域。

例如，在本实施方式中，在对截面形状为矩形、长方体部分和半圆柱体部分接合 而成的形状或截面为圆弧板状的永久磁铁50进行成型的情况下，由于被特别强地施 加来自定子42的退磁场而需要高矫顽磁力的区域，是永久磁铁50的周面的两端部的 区域(图5所示的角部51)。

因此，需要向该角部51填充矫顽磁力高的第2磁性粉末52b。因此，作为上述 规定区域，向填充到腔体21内的第1磁性粉末52a的上部且沿腔体21的长边方向的 内壁延伸的区域填充第2磁性粉末52。

将从图6的(b)的状态加工成图6的(c)的状态的上述填充步骤称作第2填充 步骤。

在上述各填充步骤中，在从铅直方向上方观察腔体21时，用于投入磁性粉末52 的腔体21的开口区域，成为由腔体21的长边方向的长度(图2中以B表示)和腔 体21的短边方向的长度(图2中以C表示)形成的细长条状的区域。

这样，由于腔体21的开口区域较大，因此，在上述各填充步骤中，能够防止向 腔体21内填充磁性粉末52时产生的磁性粉末52的桥、空洞。

而且，腔体21的深度(图2中以D表示)与腔体21的长边方向的长度(B)相 比浅至5％～25％左右。因此，填充后的磁性粉末52的底部不会因自重而被压实， 能够以均匀的填充密度进行填充。

而且，能够可靠且容易地对需要高矫顽磁力的永久磁铁50的角部51的区域配置 第2磁性粉末52b。

接下来，如图6的(d)所示，用盖部23覆盖腔体21而加盖，从而封闭腔体21。 然后，用盖部23的成型部27按压腔体21内的第1磁性粉末52a和第2磁性粉末52b， 从而转印成型部27的形状，对第1磁性粉末52a和第2磁性粉末52b进行成型。

将从图6的(c)的状态加工成图6的(d)的状态的上述步骤称作封闭步骤。

图7是表示实施了上述填充步骤、封闭步骤后的模具20和设置有模具20的装置 100的动作的剖视图。

接下来，如图7的(a)所示，使相对的极片31a、31b上下运动而互相离开，以 便扩大极片31a、31b间的空隙。然后，将实施了上述封闭步骤后的模具20配置到上 述空隙。

接下来，如图7的(b)所示，使极片31a、31b再次上下运动而使空隙变窄。由 此，上部的极片31a紧贴模具20的盖部23的上表面。而且，下部的极片31b紧贴模 具20的阴模22的下表面。

此时，以使腔体21的长边方向延伸的方向和使阳模24运动的加压气缸(未图示) 的加压方向成为平行方向的方式配置模具20。而且，将模具20配置成腔体21被配 置在连接两个加压气缸的线上。

这样，完成模具20的设置。

接下来，如图7的(c)所示，两个加压气缸(未图示)工作，活塞(未图示) 伸长。然后，活塞分别从两侧推压两个阳模24的推压部26。然后，两个阳模24的 加压部25在腔体21内向相互接近的方向滑动。然后，加压部25的端面彼此以保持 规定间隔相对的方式，从水平方向对第1磁性粉末52a和第2磁性粉末52b进行加压。

这样，将阳模24对腔体21内的磁性粉末52进行加压的步骤称作加压步骤。

此时，电磁铁30a、30b不工作，未对腔体21内的第1磁性粉末52a、第2磁性 粉末52b施加磁场。

第1磁性粉末52a、第2磁性粉末52b成为被阳模24以规定的力加压的状态。 此时用“磁性粉末的重量/腔体的容积”表示的填充密度为3.0g/cm^3以下，更优 选为2.5g/cm^3以下2.0g/cm^3以上。

在该填充密度较高的情况下，在之后进行的基于磁场的定向时，磁性粉末52彼 此由于摩擦变得很难运动。而且，定向系数(烧结后的永久磁铁50的残留磁通密度 /沿磁场方向理想定向时的烧结磁铁的残留磁通密度)恶化，磁特性降低。

在小于2.0g/cm^3等填充密度较低的情况下，沿磁场方向对齐的磁性粉末52在 加压时一边运动一边被压实。因此，永久磁铁用粉末的磁化方向变得混乱，烧结后的 定向系数降低。

接下来，如图7的(d)所示，通过使电磁铁30a、30b工作而产生磁场，在与腔 体21的长边方向正交的方向对腔体21内的磁性粉末52施加磁场，进行使磁性粉末 52的易磁化轴对齐的磁场定向。

对磁性粉末52施加磁场进行定向，同时通过阳模24进一步以规定的压力对腔体 21内的磁性粉末52进行加压，在磁场中进行加压成型。

这样，将施加磁场进行磁场定向的步骤称作定向步骤。

在本实施方式中，如上所述采用组合加压步骤和定向步骤而成的成型方法。

接下来，使电磁铁30a、30b停止工作。之后进一步施加使N极和S极为相反方 向的磁场进行脱磁。然后，使两个加压气缸的活塞收缩，将活塞从模具20中脱离。

此外，磁场中的加压成型还可以采用在到达规定的压力时完成加压的固定压成型 方法。另外，还可以采用在将两个阳模24的推压部26推至规定位置时完成加压的固 定位置成型方法。

此时，期望由永久磁铁成型品的重量/永久磁铁成型品的体积表示的密度为4g /cm^3～4.5g/cm^3。

接下来，虽未图示，但在加压成型后，极片31a、31b上下运动而从模具20脱离。 然后，将模具20从极片31a、31b间的空隙取出。

接下来，虽未图示，但在将模具20的盖部23卸下后，从腔体21内取出永久磁 铁50的成型体。

接下来，虽未图示，但将永久磁铁50的成型体在真空中或惰性气体环境中以1000 ℃～1100℃左右的温度进行热处理，由此，使其紧密收缩至密度为7.5g/cm^3左右。

这样，永久磁铁50的烧结体成为通过烧结使第1磁性粉末52a、第2磁性粉末 52b一体化的状态。将该步骤称作烧结步骤。

这样成型的永久磁铁50具有如下结构：在由于被特别强地施加来自定子42的退 磁场而需要高矫顽磁力的角部51的区域中，重稀土类元素Dy的混合比例较高，在 其它区域中，Dy的混合比例较低或者不含Dy。

这样，能够得到永久磁铁50的重稀土类元素的混合比例局部较高的永久磁铁50。

Nd-Fe-B系稀土类烧结磁铁在聚集多个Nd2Fe14B相(主相)的状态下形成，主 相的外壳存在Nd氧化物等的粒界相。

在本发明的实施方式1中，由于在永久磁铁50的角部(两端部)添加的Dy是 在制造原料合金时添加Dy，因此，不是Dy等重稀土类元素被浓缩在粒界相的状态， 而是主相和粒界相双方的Nd、Pr的轻稀土类元素被均等地置换成重稀土类元素的状 态。因此，重稀土类元素在Nd2Fe14B晶相内部没有浓度分布。而且，由于在以下的 实施方式中也产生同样的现象，因而适当省略其说明。

此外，永久磁铁50由于烧结而紧密收缩，并且，定向方向的收缩程度比与定向 方向正交的方向大。因此，期望预先考虑收缩的比例和收缩较大的方向，对填充第2 磁性粉末52b的区域和填充量进行调整。

另外，还可以采用在实施了第1磁性粉末52a的填充步骤、定向步骤、加压步骤 后，实施第2磁性粉末52b的填充步骤和其后的各步骤的方法。这种情况下，在成型 后的永久磁铁50中，第1磁性粉末52a的成型体和第2磁性粉末52b的成型体的密 度产生差，在界面发生龟裂，或者由于烧结后的收缩率不同，永久磁铁50的形变变 大。因此，更优选为同时对第1磁性粉末52a和第2磁性粉末52b进行定向、加压。

图8是表示模具20的其它形状的一例的腔体21的短边方向的剖视图。

至此，说明了在填充了第1磁性粉末52a后再填充第2磁性粉末52b这样的顺序 的步骤。除了该步骤以外，还可以是在填充了第2磁性粉末52b后再填充第1磁性粉 末52a这样的顺序的步骤。

这种情况下，第2磁性粉末52b配置在腔体21的底面侧。因此，可以以该腔体 21的底面侧的形状成为永久磁铁50的周面J的形状的方式，构成腔体21的底面形 状。

这种情况下，例如腔体21的底面形状为图8所示的底面为半圆柱状的形状。

另外，为了能够更均匀地填充第2磁性粉末52b，还能够采用使第2磁性粉末52b 与酒精等溶剂混合而成稀浆状物质的方法。

另外，本实施方式中，将第2磁性粉末52b配置在永久磁铁50的周面的两端。 作为除此以外的永久磁铁50的结构，也可以构成为仅配置在周面J的任意一个角部 51的区域。

根据如上所述构成的本实施方式的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、 永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁，以填充磁性粉末 52的腔体21的长边方向在该装置100的水平方向延伸的方式形成为槽状。然后，分 别向该腔体21填充重稀土类元素的混合比例不同的第1磁性粉末52a和第2磁性粉 末52b。因此，能够防止填充第1磁性粉末52a和第2磁性粉末52b时在腔体21内 产生的桥、空洞等。

尤其能够可靠且简单地将第2磁性粉末52b配置、填充到需要高矫顽磁力的永久 磁铁50的角部51的区域。

由此，能够提供一种矫顽磁力和残留磁通密度优异且稀土类元素的使用量得到减 少的永久磁铁中的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久磁铁、使用了永 久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁。

此外，在例如对长方体部分和半圆柱体部分接合而成的形状的永久磁铁50进行 成型时，在以与转子41的中心轴垂直的平面切断时的永久磁铁50的截面中，如果设 永久磁铁50的截面积为100％，则在与永久磁铁50的定向方向平行地施加的退磁场 中，从定子42施加特别强的退磁场的永久磁铁50的周面J的角部51(两端部)的 面积为4％～30％。而且，施加特别强的退磁场的永久磁铁50单侧的角部51(端部) 的截面积变得非常小，只有2％～15％。根据本发明，即使对于具有这样小的截面积 且相对于永久磁铁50的长边方向细长地延伸的区域，也能够将第2磁性粉末52b以 均匀的填充密度配置、填充到适当区域。

并且，由于腔体21的深度较浅，因此能够防止永久磁铁50在定向前磁性粉末 52因自重被压实而产生密度差。

因此，永久磁铁50不产生因密度差而导致的定向系数的降低且能够减少使得烧 结后的密度差均匀化的收缩，因而形变变小。

结果，对于永久磁铁50，能够减少形状精加工的机械加工时的切削余量，甚至 还能够不进行形状精加工的机械加工。

因此，对于永久磁铁50，能够进一步削减稀土类元素的使用量，还能够削减机 械加工的成本。

另外，第1磁性粉末52a、第2磁性粉末52b在同一模具20内成型。由此，分 别施加于第1磁性粉末52a、第2磁性粉末52b的加压力(成型压)相同。然后，第 1磁性粉末52a、第2磁性粉末52b在成型时一体化并紧贴。因此，第1磁性粉末52a、 第2磁性粉末52b在烧结时的收缩程度相同，能够高精度地一体化。

因此，期望的永久磁铁50的形状不仅具有截面为板状(截面为矩形)等简单的 形状，例如，在为长方体部分和半圆柱体部分接合而成的形状、或者截面为圆弧板状 等复杂形状的情况下，能够在将永久磁铁50安装于转子41时旋转方向上的永久磁铁 50的宽度方向的两端部(角部51)，且与定子42相对的永久磁铁50的周面J及附近 的部位，选择性地配置重稀土类元素的混合比例较高的第2磁性粉末52b。

而且，不使用用于分割腔体21的隔板等，即可在第1磁性粉末52a上直接填充 第2磁性粉末52b。因此，因第1磁性粉末52a与第2磁性粉末52b的填充密度差而 发生扭曲、龟裂、破损等的可能性降低。

此外，由于现有的制造装置是在装置内一体化组装模具，因此，通过反复交替进 行“对永久磁铁进行成型后从模具取出，将磁性粉末填充到空的腔体内”这样的动作， 依次制造永久磁铁的成型品，因此，在将磁性粉末填充到模具的期间，必须中断定向 和冲压加工动作，导致生产率降低。然而，本发明中，模具20能够相对于装置100 装拆。因此，在向模具20填充磁性粉末52的过程中，能够通过别的模具20对永久 磁铁50进行成型，因此与现有的永久磁铁装置相比生产率提高。

而且，在将模具20从装置100离开的状态下实施填充步骤。这样，能够不受空 间限制地设置填充作业所需的填充机构部。因此，能够在腔体21内进一步抑制磁性 粉末52的填充密度的分布，并能使腔体21内水平方向上的磁性粉末52的填充密度 更加均匀。

而且，通过准备多种模具，改变要使用的模具和要填充的多种组分的磁性粉末的 填充量，由此，能够容易地在一个流程中制造重稀土类元素的量、重稀土类元素的分 布、永久磁铁的形状，因此，能够容易地进行改变种类、产量的生产。

而且，在施加磁场的区域中无需实施填充步骤。因此，能够防止因残留于模具 20、极片31a、31b等强磁性部件的磁性而将磁性粉末52吸附到模具20，从而导致 填充步骤变得烦杂的情况。此外，能够防止因磁化导致的磁性粉末52在模具20内的 填充量不均、因填充密度的不均匀差导致的永久磁铁50的磁特性不均。

而且，由于模具20由非磁性部件构成，不会因磁场而残留磁性，因此，能够进 一步防止在填充磁性粉末52时磁性粉末52吸附到模具20。

另外，填充作业时在腔体21的周边不存在极片31a、31b等强磁性的机构部。因 此，能够防止极片31a、31b等吸附磁性粉末52。由此，能够使稀土类元素的使用量 为必要的最低限度。

实施方式2

以下，基于附图以与实施方式1的不同之处为中心对本发明的实施方式2进行说 明。

在本实施方式使用的附图中，对与上述实施方式1相同的部分标注相同的标号并 省略说明。

在实施方式1中，有一个封闭腔体21的盖部。对此，本实施方式中，具有成型 部的形状彼此不同的两种盖部。

图9是表示本实施方式的第1盖部223a和第2盖部223b的形状的盖部的短边方 向的剖视图。

图10是表示填充第1磁性粉末52a、第2磁性粉末52b的步骤的剖视图。

第1盖部223a具有预成型部228，该预成型部228在规定位置形成有向腔体21 侧突出的凸部229a。

本实施方式中的规定位置是指沿腔体21的长边方向的内壁延伸的区域。

第2盖部223b与实施方式1中使用的盖部23形状相同。

下面，利用图10对使用第1盖部223a和第2盖部223b制造永久磁铁的方法进 行说明。

首先，与实施方式1的第1填充步骤同样，向腔体21内填充规定重量的第1磁 性粉末52a(图10的(a))。

接下来，如图10的(b)所示，用第1盖部223a覆盖腔体21而加盖，封闭腔体 21，同时用第1盖部223a的预成型部228按压腔体21内的第1磁性粉末52a。由此， 转印预成型部228的形状，将与凸部229a对应形状的凹部229b形成于第1磁性粉末 52a(图10的(c))。

凹部229b以沿腔体21的长边方向的内壁延伸的方式在第1磁性粉末52a上形成 为槽状。

将从图10的(a)的状态加工成图10的(c)的状态的上述步骤称作第1封闭步 骤。

接下来，虽无图示，但从腔体21的两侧推压两个阳模24的推压部26，从而将 第1磁性粉末52a的填充密度提高至2g/cm^3～2.5g/cm^3。

接下来，如图10的(d)所示卸下第1盖部223a。

接下来，如图10的(e)所示，与实施方式1的第2填充步骤同样，将第2磁性 粉末52b填充到腔体21内的规定位置。

规定位置是指沿腔体21的长边方向的内壁延伸的区域。即，在本实施方式中， 是指第1磁性粉末52a上的凹部229b内的区域。

接下来，如图10的(f)所示，用第2盖部223b覆盖腔体21而加盖，封闭腔体 21，同时用第2盖部223b的成型部27按压腔体21内的第1磁性粉末52a和第2磁 性粉末52b，转印成型部27的形状，对第1磁性粉末52a和第2磁性粉末52b进行 成型。

将从图10的(e)的状态加工成图10的(f)的状态的上述步骤称作第2封闭步 骤。

根据如上所述构成的本实施方式的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、 永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁，显然能够起到与 上述实施方式1相同的效果，还能够明确区分填充第2磁性粉末52b的区域和填充第 1磁性粉末52a的区域。因此，能够可靠且容易地将第2磁性粉末52b填充到从定子 42施加特别强的退磁场的区域。

由此，能够提供一种矫顽磁力和残留磁通密度的平衡性更加优异且重稀土类元素 的使用量得到减少的永久磁铁中的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久 磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁。

而且，由于第2磁性粉末52b不会混入到第1磁性粉末52a的区域，因此，能够 进一步减少重稀土类元素的使用量。

实施方式3

以下，基于附图以与实施方式1和实施方式2的不同之处为中心说明本发明的实 施方式3。

在本实施方式使用的附图中，对与上述实施方式1和实施方式2相同的部分标注 相同的标号并省略说明。

图11是表示本实施方式的永久磁铁350的结构的短边方向的剖视图。

本实施方式中，制造由多种第2磁性粉末52b1、52b2、52b3构成的永久磁铁350， 根据来自定子42的退磁场的强度，该多种第2磁性粉末52b1、52b2、52b3的重稀土 类元素的混合比例不同。

本实施方式中使用的多种第2磁性粉末构成为，第2磁性粉末52b3的Dy、Tb 等重稀土类元素的混合比例最高，第2磁性粉末52b1的重稀土类元素等的混合比例 最低。

如图11所示，永久磁铁350构成为，越向周面J的端部，重稀土类元素的混合 比例越高。

接下来，对永久磁铁350的制造方法进行说明。

首先，与实施方式1的第1填充步骤(图6的(b))同样，向腔体21内填充规 定重量的第1磁性粉末52a。

接下来，在第2填充步骤(图6的(c))中，将重稀土类元素的混合比例最低的 第2磁性粉末52b1填充到腔体21内的规定位置，然后，在第2磁性粉末52b1上堆 积填充第2磁性粉末52b2，最后填充重稀土类元素的混合比例最高的第2磁性粉末 52b3。

这样，在本实施方式的第2填充步骤中，以重稀土类元素的混合比例从低到高的 第2磁性粉末的顺序实施第2磁性粉末的填充，由此，制造永久磁铁350。

构成这样制造出的永久磁铁350的第2磁性粉末构成为，重稀土类元素的混合比 例最高的第2磁性粉末52b3的填充量(质量)最少，填充量其次少的是第2磁性粉 末52b2，重稀土类元素的混合比例最低的第2磁性粉末52b1的填充量(质量)最多。

由此，能够将具有与施加的退磁场的强弱相应的矫顽磁力的第2磁性粉末适当地 配置到与施加的退磁场的强弱相应的部位，因此，能够进一步提高矫顽磁力和残留磁 通密度的平衡性，能够降低重稀土类元素的使用量。

而且，通过这样地在一个模具20中改变多种第2磁性粉末52b1、52b2、52b3 的填充量，由此，能够容易地制造具有各种重稀土类的分布的永久磁铁，因此，能够 削减生产成本。

另外，在想要明确多种第2磁性粉末间的填充区域的边界时，使用实施方式2 中所述的具有预成型部的盖部即可。

这种情况下，使用具有与各个第2磁性粉末52b1、52b2、52b3的填充区域相应 形状的预成型部的多个盖部，每当将第2磁性粉末52b1、52b2、52b3填充到腔体21 内时，转印相应的预成型部的形状。

这样，能够防止多种第2磁性粉末混入到彼此的区域，因此，能够进一步减少稀 土类元素的使用量。

根据如上所述构成的本实施方式的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、 永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁，显然能够起到与 上述实施方式1和上述实施方式2相同的效果，还能够提供一种矫顽磁力和残留磁通 密度的平衡性更加优异且重稀土类元素的使用量得到降低的永久磁铁中的永久磁铁 的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转 电机用的永久磁铁。

另外，在配置于这样形成的本实施方式的旋转电机的、由R-T-B系稀土类磁铁形 成的旋转电机用的永久磁铁中，与旋转电机的定子相对的周面的、永久磁铁的旋转方 向的两角部的重稀土类元素的浓度比其它部分的重稀土类元素的浓度高，该重稀土类 元素的浓度从两角部到中心部连续降低，而且，在R2T14B晶相内部，重稀土类元素 的浓度均匀地分布形成。

实施方式4

以下，基于附图以与实施方式1的不同之处为中心说明本发明的实施方式4。

在本实施方式使用的附图中，对与上述实施方式1相同的部分标注相同的标号并 省略说明。

图12是表示本实施方式中的模具420和腔体421内的磁性粉末的腔体21的长边 方向和短边方向的剖视图。

本实施方式中，具有未图示的能够使模具420的阴模422晃动的晃动部。

晃动部构成为能够使阴模422在腔体421的长边方向、短边方向两个方向晃动。

对使用了该晃动部的磁性粉末的填充步骤进行说明。

首先，如图12的(a)所示，与实施方式1同样地实施第1填充步骤，将第1磁 性粉末52a填充到腔体21内。

此时，假定如图所示，将第1磁性粉末52a以向上方堆积成山的形状填充到腔体 421内的一部分。

接下来，如图12的(b)所示，通过晃动部使阴模422晃动。

在使阴模422在腔体421的长边方向晃动K1时，图12的(b)的左图状态的第 1磁性粉末52a如图12的(c)的左图所示，在腔体421的长边方向平坦化。

此外，在使阴模422在腔体421的短边方向晃动K2时，图12的(b)的右图状 态的第1磁性粉末52a如图12的(c)的右图所示，在腔体421的短边方向平坦化。

此外，虽无图示，但还可以例如在填充第2磁性粉末52b后，使阴模422仅在腔 体421的长边方向晃动，由此，使第2磁性粉末52b以沿腔体21的长边方向的内壁 延伸的方式配置。

将从图12的(b)的状态到图12的(c)的状态的上述步骤称作晃动步骤。

根据如上所述构成的本实施方式的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、 永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁，显然能够起到与 上述实施方式1相同的效果，并且，即使在填充步骤中磁性粉末52没有被均匀地填 充到腔体21内的情况下，通过晃动阴模422，也能够无遗漏地均匀地填充到腔体421 内。

由此，能够提供一种矫顽磁力和残留磁通密度的平衡性更加优异且重稀土类元素 的使用量得到减少的永久磁铁中的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久 磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁。

实施方式5

以下，基于附图以与实施方式1的不同之处为中心说明本发明的实施方式5。

在本实施方式使用的附图中，对与上述实施方式1相同的部分标注相同的标号并 省略说明。

图13是表示本实施方式中的腔体21和磁铁532的剖视图。

在本实施方式中，在腔体21的上方、下方具有能够在水平方向移动的磁铁532。

该磁铁532是大小比腔体21小的铁氧体磁铁、SmCo(钐钴磁铁)磁铁、Nd-Fe-B 系磁铁等。

下面，对使用了该磁铁532的永久磁铁的制造方法进行说明。

首先，与实施方式1同样地通过填充步骤(图6的(b))将磁性粉末52填充到 腔体21内。

接下来，与实施方式1同样地通过封闭步骤(图6的(d))将腔体21封闭。

接下来，如图13所示，在使磁铁532接近盖部23的上表面或阴模22的下表面 的状态下，对于尺寸比腔体21小的区域，将用虚线表示的弱磁场Y施加到磁性粉末 52，之后一边使磁铁532在水平方向晃动一边使磁场移动，由此，能够搅拌磁性粉末 52均匀地进行填充。

将上述步骤称作磁场搅拌步骤。

而且，通过将实施方式1中说明的加压步骤和实施方式4中说明的晃动步骤与本 实施方式的磁场搅拌步骤组合，能够更均匀地填充磁性粉末52。

这种情况下，在使磁铁532接近盖部23的上表面或阴模22的下表面的状态下， 通过晃动步骤使阴模22在水平方向晃动，同时，在尺寸比腔体21小的区域中，对磁 性粉末52施加弱磁场并搅拌。

而且，通过加压步骤，使两个阳模24的加压部25相互接近，在使腔体21内逐 渐变窄的同时实施上述磁场搅拌步骤时，能够更加均匀地进行填充。

在该加压步骤中，优选以使“填充后的磁性粉末52的质量/腔体的容积”处于 2.0g/cm^3～3.0g/cm^3的范围内的方式，调整两个阳模24的位置。

根据如上所述构成的本实施方式的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、 永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁，显然能够起到与 上述实施方式1相同的效果，并且，通过对腔体21施加弱磁场并使磁场发生移动， 能够混合腔体421内的磁性粉末52而无遗漏地均匀地进行填充。

由此，能够提供一种矫顽磁力和残留磁通密度的平衡性更加优异且重稀土类元素 的使用量得到减少的永久磁铁中的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久 磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁。

实施方式6

以下，以与实施方式1的不同之处为中心说明本发明的实施方式6。

对与上述实施方式1相同的部分标注相同的标号并省略说明。

本实施方式中，具有非磁性的棒部。

下面，对使用了该棒部的永久磁铁的制造方法进行说明。

在实施了实施方式1的填充步骤(图6的(b))后，将非磁性的棒部600插入腔 体21内，用该棒部600搅拌腔体21内的磁性粉末52。

将该步骤称作棒搅拌步骤。

由此，能够均匀地将磁性粉末52填充到腔体内。

根据如上所述构成的本实施方式的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、 永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁，显然能够起到与 上述实施方式1相同的效果，并且，通过用棒部600搅拌腔体21内的磁性粉末52， 能够无遗漏地均匀地进行填充。

由此，能够提供一种矫顽磁力和残留磁通密度的平衡性更加优异且重稀土类元素 的使用量得到减少的永久磁铁中的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久 磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁。

另外，由于棒部600是非磁性的，因此，能够防止磁性粉末52被棒部600吸附， 因此，能够减少稀土类元素的使用量。

实施方式7

首先，基于附图对本发明的实施方式7的永久磁铁50以及使用该永久磁铁50 形成的旋转电机40的结构进行说明。

图14是形成旋转电机40的永久磁铁50的立体图。

图15是表示向通过模具20形成的腔体21内填充第1永久磁铁材料653a和第2 永久磁铁材料653b的步骤的腔体21的长边方向和短边方向的剖视图。

旋转电机40的结构与上述各实施方式同样地如图3所示，因而省略说明。转子 41的结构与上述各实施方式同样地如图4所示，因而省略说明。

如图14所示，永久磁铁50是将具有底面和前后左右面的长方体部分和具有上表 面(以下称作周面)的半圆柱体部分接合而成的形状。

如图3所示，该永久磁铁50以永久磁铁50的长边方向在旋转电机40的轴向延 伸的方式配置于转子41。这种情况下，图14所示的永久磁铁50的斜线所示部位(以 下称作角部51)是在旋转电机40驱动时，从定子42承受特别大的退磁场的部位。

如图4所示，该角部51是转子41由于来自定子42的磁场而旋转的方向即永久 磁铁50的周面J的两端部的区域。

这里，对形成永久磁铁50的材料进行说明。

将由永久磁铁用原料合金制作出的材料称作永久磁铁材料53。

而且，将该永久磁铁材料53中的具有不含Dy、Tb等重稀土类元素654或仅含 有少量的Dy、Tb等重稀土类元素654的组分的粉末状的Nd-Fe-B系的永久磁铁材料 53称作第1永久磁铁材料653a。

图14所示的永久磁铁50由上述第1永久磁铁材料653a和第2永久磁铁材料653b 形成。构成角部51的第2永久磁铁材料653b经过后述的制造步骤，与永久磁铁50 的其它区域、第1永久磁铁材料653a相比，含有更多的重稀土类元素654。

即，永久磁铁50的图14中以斜线表示的角部51的区域含有更多的重稀土类元 素654，在其它的白色区域中，不含重稀土类元素654或者仅含有少量的Dy、Tb等 重稀土类元素654。

接下来，制造永久磁铁50的装置100的结构与上述各实施方式同样地如图1所 示，因而省略说明。

另外，模具20的结构与上述各实施方式同样地如图2所示，因而省略说明。

如图15的(c)所示，在腔体21的上方具有能够将稀浆状的永久磁铁材料653 向腔体21内的期望位置排出的排出部632。

接下来，对使用上述装置100制造永久磁铁50的方法进行说明。

首先，作为永久磁铁材料53，准备上述具有不含Dy、Tb等重稀土类元素654 或仅含有少量的Dy、Tb等重稀土类元素654的组分的第1永久磁铁材料653a。而且， 准备具有主要由重稀土类元素654构成的组分的第2永久磁铁材料653b。

首先，从准备上述第1永久磁铁材料653a的步骤开始说明。

准备永久磁铁粉末用原料合金，该永久磁铁粉末用原料合金由1.5质量％的轻稀 土类元素、0.5～1.5质量％的B(硼)、其它部分Fe以及不可避免的杂质构成。

在本发明的实施方式7中采用带铸法，在氩气环境中，通过高频熔解加热至1500 ℃左右而使其成为液态，利用单辊激冷法急速冷却而制造板厚0.3mm左右的鳞片状 合金。

之后，用氢炉对永久磁铁粉末用原料合金进行热处理，并进行氢脆化处理。此时， 永久磁铁粉末用原料合金被粉碎成0.1mm～数mm左右大小的粗粉末。

然后，将永久磁铁用的粗粉末投入喷射粉碎机进行微粉碎处理，粉碎成0.1μm～ 15μm的大小，一般粉碎成3.5μm左右的大小，得到第1永久磁铁材料653a。

而且，第1永久磁铁材料653a中可以添加重稀土类元素654，也可以不添加重 稀土类元素654，第1永久磁铁材料653a只要具有在永久磁铁50的内部来自定子42 的退磁场较弱的区域中，永久磁铁50不因退磁场而退磁的程度的矫顽磁力即可。

下面，对准备上述第2永久磁铁材料653b的步骤进行说明。

首先，准备Dy、Tb等重稀土类元素654的粉末。

然后，将该粉末与酒精系溶剂混合，制作稀浆状的第2永久磁铁材料653b。

此外，作为添加到重稀土类元素654的粉末中的溶剂，还可以使用酒精系溶剂以 外的其它有机溶剂。

具有这样主要由重稀土类元素654构成的组分的第2永久磁铁材料653b，具有 即使受到来自定子42的强退磁场也不退磁的充分的矫顽磁力。

接下来，基于附图对使用上述第1永久磁铁材料653a和第2永久磁铁材料653b 制造永久磁铁50的方法进行说明。

首先，如图1和图15的(a)所示以如下方式进行配置：在将模具20设置到极 片31a、31b间的空隙之前，卸下盖部23，使两个阳模24的加压部25相互离开而形 成的腔体21的长度尺寸成为永久磁铁50的长边方向的尺寸的2～3倍左右。

接下来，如图15的(b)所示，向腔体21内填充规定重量的第1永久磁铁材料 653a。

此时，第1永久磁铁材料653a以填满腔体21内的方式无遗漏地调整、填充成相 同的状态。

将从图15的(a)的状态加工成图15的(b)的状态的上述填充步骤称作第1填 充步骤。

接下来，如图15的(c)所示，从排出部632将第2永久磁铁材料653b填充到 腔体21内的规定位置。

该规定位置是相当于在成型后的永久磁铁50中特别想提高矫顽磁力的部分的区 域。

例如，在本实施方式中，在对截面形状为矩形、长方体部分和半圆柱体部分接合 而成的形状或截面为圆弧板状的永久磁铁50进行成型的情况下，由于被特别强地施 加来自定子42的退磁场而需要高矫顽磁力的区域，是永久磁铁50的周面J的两端部 的区域(图14所示的角部51)。

为了提高该角部51的矫顽磁力，作为上述规定位置，将第2永久磁铁材料653b 填充到填充于腔体21内的第1永久磁铁材料653a的上部且沿腔体21的长边方向的 内壁延伸的位置。

将从图15的(b)的状态加工成图15的(c)的状态的上述填充步骤称作第2填 充步骤。

图16是该图15的(c)的状态时将腔体21的内壁附近放大后的长边方向的剖视 图。

如上所述，第1永久磁铁材料653a为粉末状，在第1填充步骤中填充的第1永 久磁铁材料653a由于未被实施加压和烧结等步骤，因此，粉末密度为疏松状态。

另一方面，如上所述，第2永久磁铁材料653b是将重稀土类元素654与酒精系 溶剂混合而制作成稀浆状的材料。因此，在这样的粉末密度为疏松状态的第1永久磁 铁材料653a上放置稀浆状的第2永久磁铁材料653b时，第2永久磁铁材料653b的 酒精系溶剂渗入第1永久磁铁材料653a的粉末间的空隙中。

然后，如图16所示，Dy、Db等重稀土类元素654由于该渗入而被运送到第1 永久磁铁材料653a的粉末间的空隙，介入该空隙之间。

由此，构成角部51的第1永久磁铁材料653a比永久磁铁50的其它区域含有更 多的重稀土类元素654。

这样，由于第1永久磁铁材料653a的粉末密度为稀疏状态，因此，酒精系溶剂 的渗入速度较快，能够在短时间内使稀土类元素扩散到期望的深度。

这里，第2永久磁铁材料653b中的重稀土类元素654与酒精系溶剂的渗入一起 介入第1永久磁铁材料653a的粉末之间，同时扩散到腔体21的底部。

因此，第2永久磁铁材料653b的重稀土类元素654的浓度随着朝向腔体21的底 部而降低。

由此，成为随着从腔体21的开口侧L到底侧M，重稀土类元素654的含有率逐 渐变低的结构。

在永久磁铁50中，因被特别强地施加来自定子的退磁场而需要高矫顽磁力的部 分是永久磁铁50的表面附近，随着朝向永久磁铁的内侧，退磁场的影响变弱。

因此，这样的重稀土类元素654的分布结构与退磁场的影响的强弱相应。

在上述填充步骤中，在从铅直方向上方观察腔体21时，用于投入永久磁铁材料 53的腔体21的开口区域，成为由腔体21的长边方向的长度(图2中以B表示)和 腔体21的短边方向的长度(图2中用C表示)形成的细长条状的区域。

这样，由于腔体21的开口区域较大，因此，在上述各填充步骤中，能够防止向 腔体21内填充永久磁铁材料53时产生的永久磁铁材料53的桥、空洞。

而且，腔体21的深度(图2中以D表示)与腔体21的长边方向的长度(B)相 比浅至5％～25％左右。因此，填充后的永久磁铁材料53的底部不会因自重而被压 实，能够以均匀的填充密度进行填充。

而且，能够可靠且容易地对需要高矫顽磁力的永久磁铁50的角部51的区域配置 第2永久磁铁材料653b。

接下来，如图15的(d)所示，以用盖部23覆盖腔体21的方式配置盖部23， 从而封闭腔体21。与此同时，用盖部23的成型部27按压腔体21内的永久磁铁材料 53，从而转印成型部27的形状，对永久磁铁材料53进行成型。

将从图15的(c)的状态加工成图15的(d)状态的上述步骤称作封闭步骤。

图17是表示实施了上述填充步骤、封闭步骤后的模具20和设置有模具20的装 置100的动作的剖视图。

接下来，如图17的(a)所示，使相对的极片31a、31b上下运动而互相离开， 以便扩大极片31a、31b间的空隙，将实施了上述封闭步骤后的模具20配置到上述空 隙。

接下来，如图17的(b)所示，使极片31a、31b再次上下运动而使空隙变窄。 由此，上部的极片31a紧贴模具20的盖部23的上表面，下部的极片31b紧贴模具 20的阴模22的下表面。

此时，以使腔体21的长边方向延伸的方向和使阳模24运动的加压气缸(未图示) 的加压方向成为平行方向的方式配置模具20。而且，将腔体21配置在连结两个加压 气缸的线上。

这样，完成模具20的设置。

接下来，如图17的(c)所示，两个加压气缸(未图示)工作，活塞(未图示) 伸长。由此，活塞分别从两侧推压两个阳模24的推压部26，两个阳模24的加压部 25在腔体21内向相互接近的方向滑动。然后，加压部25的端面彼此以保持规定间 隔相对的方式，从水平方向对永久磁铁材料53进行加压。

这样，将阳模24对腔体21内的永久磁铁材料53进行加压的步骤称作加压步骤。

此时，电磁铁30a、30b不工作，未对腔体21内的永久磁铁材料53施加磁场。

永久磁铁材料53成为被阳模24以规定的力加压的状态。此时用“永久磁铁材料 53的重量/腔体的容积”表示的填充密度为3.0g/cm^3以下，更优选为2.5g/cm^3 以下2.0g/cm^3以上。

在该填充密度较高的情况下，在之后进行的基于磁场的定向时，永久磁铁材料 53彼此由于摩擦变得很难运动，定向系数(烧结后的永久磁铁50的残留磁通密度/ 沿磁场的方向理想定向时的烧结后的永久磁铁50的残留磁通密度)恶化，磁特性降 低。

在小于2.0g/cm^3等填充密度较低的情况下，沿磁场方向对齐的永久磁铁材料 53在加压时一边运动一边被压实，因此，永久磁铁材料53的磁化方向变得混乱，烧 结后的定向系数降低。

接下来，如图17的(d)所示，通过使电磁铁30a、30b工作而产生磁场。然后， 在与腔体21的长边方向正交的方向对腔体21内的永久磁铁材料53施加磁场，由此， 进行使永久磁铁材料53的易磁化轴对齐的磁场定向。

此时，对永久磁铁材料53进行定向，同时通过阳模24进一步以规定的压力对腔 体21内的永久磁铁材料53进行加压，在磁场中进行加压成型。

这样，将施加磁场进行磁场定向的步骤称作定向步骤。

在本实施方式中，如上所述采用组合定向步骤和加压步骤而成的成型方法。

接下来，使电磁铁30a、30b停止工作。之后进一步施加使N极和S极为相反方 向的磁场进行脱磁。然后，使两个加压气缸的活塞收缩，将活塞从模具20中脱离。

此外，如上所述，磁场中的加压成型还可以采用在到达规定的压力时完成加压的 固定压成型的方法。另外，还可以采用在将两个阳模24的推压部26推至规定位置时 完成加压的固定位置成型的方法。

此时，期望由永久磁铁50的成型体的重量/永久磁铁50的成型体的体积表示的 密度为4g/cm^3～4.5g/cm^3。

接下来，虽未图示，但在加压成型后，极片31a、31b上下运动而从模具20脱离。 然后，将模具20从极片31a、31b间的空隙取出。

接下来，虽未图示，但在将模具20的盖部23卸下后，从腔体21内取出永久磁 铁50的成型体。

最后，虽未图示，但将永久磁铁50的成型体在真空中或惰性气体环境中以1000～ 1100℃左右的温度进行热处理，由此，使其紧密收缩至永久磁铁50的密度为7.5g/cm^3 左右。

由于第2永久磁铁材料653b中的酒精系溶剂是挥发性成分，因此，在各步骤中 会逐渐气化。即使在残留有该酒精系溶剂的情况下，通过上述热处理也能使其完全气 化而除去，第1永久磁铁材料653a中仅残留有重稀土类元素654。

而且，通过该热处理，Dy、Tb等重稀土类元素654以包围第1永久磁铁材料653a 的Nd-Fe-B系化合物结晶的周围的方式分布，因此，能够抑制残留磁通密度的降低并 增大矫顽磁力。

将该步骤称作烧结步骤。

通过以上的步骤，完成永久磁铁50的制造步骤。

这样成型的永久磁铁50具有如下结构：在由于被特别强地施加来自定子42的退 磁场而需要高矫顽磁力的角部51的区域中，Dy、Tb等重稀土类元素654的含有率较 高，在其它区域中，重稀土类元素654的含有率较低或者不含有重稀土类元素654。

这样，能够得到永久磁铁50的重稀土类元素654的含有率局部较高的永久磁铁50。

图18是表示模具20的其它形状的一例的腔体21的短边方向的剖视图。

至此，说明了在填充了第1永久磁铁材料653a后再填充第2永久磁铁材料653b 这样的顺序的步骤。此外，还可以是在填充了第2永久磁铁材料653b后再填充第1 永久磁铁材料653a这样的顺序的步骤。

这种情况下，通过第2永久磁铁材料653b的液体附着力和表面张力，能够得到 使第2永久磁铁材料653b渗入配置在其上方的第1永久磁铁材料653a的粉末间的空 隙的效果。

这样，在颠倒第1填充步骤和第2填充步骤的顺序的情况下，可以以腔体21的 底面侧成为永久磁铁50的周面的形状的方式，构成腔体21的底面的形状。例如，如 图18所示，可以使腔体21的底面的形状为半圆柱状。

另外，本实施方式中，使含重稀土类元素654多的区域为永久磁铁50的周面J 的角部51(两端)。但是，还可以是仅配置在周面J的任意一个角部51(端)的结构。

根据如上所述构成的本实施方式中的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装 置、永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁，以填充永久 磁铁材料5的腔体21的长边方向在该装置100的水平方向延伸的方式形成为槽状， 向该腔体21分别填充第1永久磁铁材料653a和第2永久磁铁材料653b。因此，能 够防止填充第1永久磁铁材料653a和第2永久磁铁材料653b时产生的腔体21内的 桥、空洞等。

尤其能够可靠且容易地使需要高矫顽磁力的永久磁铁50的角部51的区域的第1 永久磁铁材料653a含有重稀土类元素654。

由此，能够提供一种矫顽磁力和残留磁束密优异且重稀土类元素的使用量得到减 少的永久磁铁中的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久磁铁、使用了永 久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁。

而且，通过在粉末密度为稀疏状态的第1永久磁铁材料653a上填充稀浆状的第 2永久磁铁材料653b，能够使重稀土类元素654在短时间内渗入到期望的深度。

由此，能够缩短用于使重稀土类元素654渗入的时间，因此能够提高生产率。

另外，由于不需要用于使重稀土类元素654渗入的长时间的热处理，因此，能够 抑制重稀土类元素654扩散到永久磁铁50的晶粒内部，因此，能够防止残留磁通密 度的降低。

另外，在例如对长方体部分和半圆柱体部分接合而成的形状的永久磁铁50进行成 型时，在以与转子41的中心轴垂直的平面切断时的永久磁铁50的截面中，如果设永 久磁铁50的截面积为100％，则在与永久磁铁50的定向方向平行地施加的退磁场中， 从定子42施加特别强的退磁场的永久磁铁50的周面的两端部的面积为4％～30％。 施加特别强的退磁场的永久磁铁50单侧的端部的截面积变得非常小，只有2％～15％。

根据本发明，即使对于具有这样小的截面积且相对于永久磁铁50的长边方向细 长地延伸的区域，也能够可靠地配置重稀土类元素654。

而且，作用于永久磁铁50的周面的两端部的上述4％～30％以外的面积的区域 上的退磁场较小，因此对矫顽磁力的影响小。

并且，由于腔体21的深度较浅，因此能够防止永久磁铁材料53在定向前因自重 被压实而产生密度差。

因此，永久磁铁50不产生因密度差而导致的定向系数的降低且能够减少使得烧 结后的密度差均匀化的收缩，因而形变变小。

结果，对于永久磁铁50，能够减少形状精加工的机械加工时的切削余量，甚至 还能够不进行形状精加工的机械加工。

因此，对于永久磁铁50，能够进一步削减重稀土类元素654的使用量，还能够 削减机械加工的成本。

另外，本发明并非是使用不同的模具，分别对含有较多的重稀土类元素的永久磁 铁材料和不含重稀土类元素的永久磁铁材料进行成型、烧结的方法，而是在同一模具 20内，对第1永久磁铁材料653a和第2永久磁铁材料653b进行成型、烧结的方法。

由此，分别对第1永久磁铁材料653a和第2永久磁铁材料653b施加的加压力(成 型压)大致均匀，能够防止烧结时产生密度差等的问题。

另外，由于步骤数与对一种永久磁铁材料进行成型、烧结时相同，因此，步骤不 会变得烦杂，能够得到提高生产率、降低制造成本的效果。

而且，期望的永久磁铁50的形状不仅具有截面为板状(截面为矩形)等简单的 形状，例如，在为长方体部分和半圆柱体部分接合而成的形状、或是截面为圆弧板状 等复杂形状的情况下，能够在将永久磁铁50安装于转子41时旋转方向上的永久磁铁 50的宽度方向的两端部，且与定子42相对的永久磁铁50表面及表面附近的区域， 选择性地提高重稀土类元素654的含有率。

而且，不是采用使用用于分割腔体21的隔板等进行成型的方法，因此，能够防 止在永久磁铁50的含有较多的重稀土类元素654的区域和不含或仅含有少量的重稀 土类元素654的区域的界面发生扭曲、龟裂、破损等。

此外，由于现有的制造装置是在装置内一体化组装模具，因此，通过反复交替进 行“对永久磁铁进行成型后从模具内取出，将永久磁铁材料填充到空的腔体内”这样的 动作，依次制造永久磁铁的成型品，因此，在将永久磁铁材料填充到模具的其间，必 须中断定向和冲压加工动作，导致生产率降低。

然而，本发明中，模具20能够相对于装置100装拆。因此，在向模具20填充永 久磁铁材料53的过程中，能够通过别的模具20对永久磁铁50进行成型，因此与现 有的永久磁铁装置相比生产率提高。

而且，在将模具20从装置100离开的状态下实施填充步骤，这样，能够不受空 间限制地设置填充作业所需的填充机构部。因此，能够抑制腔体21内填充密度的不 均，并能使腔体21内水平方向上的永久磁铁材料53的填充密度更加均匀。

另外，在通过涂布、蒸镀或溅射等使稀土类元素固定于永久磁铁的烧结体的情况 下，需要该固定的步骤、对永久磁铁的烧结体实施覆盖的步骤、实施用于促进稀土类 元素渗入的特别热处理的步骤等。然而，在本发明中无需设计这些步骤，因此能够进 一步得到提高生产率、削减制造成本的效果。

此外，能够防止重稀土类元素654附着到用于覆盖的夹具、使重稀土类元素654 飞溅的处理室内的壁面等上，因此不会浪费重稀土类元素654，能够充分削减重稀土 类元素654的使用量。

而且，通过同一模具调整Dy、Tb等重稀土类元素654的填充量，由此，能够容 易地制造具有各种重稀土类元素的分布的永久磁铁，而且，由于能够在一个流程中制 造永久磁铁50，因此，能够容易地进行改变种类、产量的生产。

而且，在施加磁场的区域中无需实施填充步骤，因此，能够防止因残留于模具 20、极片31a、31b等强磁性部件的磁性而将永久磁铁材料53吸附到模具20，从而 导致填充步骤变得烦杂的情况。此外，能够防止因磁化导致的永久磁铁材料53在模 具20内的填充量不均，因填充密度的不平均差导致的永久磁铁50的磁特性不均。

而且，由于模具20由非磁性部件构成，不会因磁场而残留磁性，因此，能够进 一步防止在填充永久磁铁材料53时永久磁铁材料53吸附到模具20。

另外，填充作业时在腔体21的周边不存在极片31a、31b等强磁性的机构部。因 此，能够防止极片31a、31b等吸附永久磁铁材料53。由此，能够使重稀土类元素的 使用量为必要的最低限度。

而且，在上述实施方式7中，示出了在第2填充步骤后将稀浆状的第2永久磁铁 材料653b自然地渗入第1永久磁铁材料653a的例子。不限于此，也可以考虑在第2 填充步骤后，进行使腔体21晃动的第2晃动步骤。通过该第2晃动步骤，能够进一 步促进第2永久磁铁材料653b向第1永久磁铁材料653a渗入。因此，能够在更短时 间内进行第2永久磁铁材料653b的渗入，因而能够提高生产效率。

实施方式8

以下，基于附图以与实施方式7的不同之处为中心说明本发明的实施方式8。

图19是表示向通过模具20形成的腔体721填充第1永久磁铁材料653a和第3 永久磁铁材料653c的步骤的腔体721的长边方向和短边方向的剖视图。

在本实施方式使用的附图中，对于与上述实施方式7相同的部分标注相同的标号 并省略说明。

本实施方式具有能够使阴模722晃动的晃动部733。

晃动部733成为能够使阴模722在腔体721的长边方向、短边方向两个方向晃动 的结构，而且能够调整晃动时间、晃动幅度。

另外，在本实施方式中，代替实施方式7的稀浆状的第2永久磁铁材料653b而 使用第3永久磁铁材料653c。

对使用上述晃动部733的永久磁铁50的制造方法进行说明。

首先，作为永久磁铁材料53，与实施方式7同样地准备第1永久磁铁材料653a， 而且，作为永久磁铁材料53，准备将Dy、Tb等重稀土类元素654制作成粉末状的第 3永久磁铁材料653c。

接下来，与实施方式7同样地，通过第1填充步骤(图15的(b))，向腔体21 内填充第1永久磁铁材料653a。

接下来，如图19所示，向腔体21内填充第3永久磁铁材料653c。这里，除了 将第2永久磁铁材料653b置换成第3永久磁铁材料653c以外，步骤内容与实施方式 7的第2填充步骤(图15的(c))相同。

接下来，使用晃动部733使腔体721晃动。

这里，第1永久磁铁材料653a由于未被实施加压、烧结等步骤，粉末密度为疏 松状态，因此粉末间具有空隙，第3永久磁铁材料653c是将重稀土类元素654制作 成粉末状的材料。因此，在这样使腔体21晃动时，由于腔体21的振动，比重大的重 稀土类元素654的粉末进入第1永久磁铁材料653a的粉末间的空隙，向腔体21的底 侧方向移动，成为如图16所示的状态。

将上述步骤称作第1晃动步骤。

之后，通过实施方式7所述的各步骤，制造永久磁铁50。

由此，构成角部51的第3永久磁铁材料653c与永久磁铁50的其它区域相比含 有更多的重稀土类元素654。

这里，第3永久磁铁材料653c中的重稀土类元素654介于第1永久磁铁材料653a 的粉末间，同时向腔体21的底侧扩散。

由此，随着从腔体721的开口侧朝向底侧，重稀土类元素654的含有率降低。

在永久磁铁50中，由于被特别强地施加来自定子的退磁场而需要高矫顽磁力的 部分使永久磁铁50的表面附近，随着朝向内侧，退磁场的影响减弱。因此，这样重 稀土类元素654的分布结构与退磁场的影响的强弱相应。

根据如上所述构成的本实施方式的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、 永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁，显然能够起到与 上述实施方式7相同的效果，并且，在粉末密度为疏松状态的第1永久磁铁材料653a 上放置粉末密度同样为疏松状态的第3永久磁铁材料653c并晃动，由此，重稀土类 元素654的扩散速度较快，能够在短时间内将重稀土类元素654扩散到期望的深度。

由此，能够得到提高生产率、削减制造成本的效果。

另外，通过晃动部733调整晃动时间、晃动幅度，由此，能够容易地制造具有各 种重稀土类元素654的分布的永久磁铁。而且，能够通过一个流程制造永久磁铁50， 能够容易地进行改变种类、产量的生产。

实施方式9

以下，基于附图以与实施方式7和实施方式8的不同之处为中心说明本发明的实 施方式9。

在本实施方式使用的附图中，对与上述实施方式7和实施方式8相同的部分标注 相同的标号并省略说明。

图20是表示本实施方式的模具20和腔体21内的永久磁铁材料53的腔体21的 长边方向和短边方向的剖视图。

在本实施方式中，具有与实施方式8相同的晃动部733。

对使用该晃动部733的永久磁铁材料的填充步骤进行说明。

首先，如图20的(a)所示，与实施方式7同样地实施第1填充步骤，将第1永 久磁铁材料653a填充到腔体21内。

此时，假定如图所示，将第1永久磁铁材料653a以向上方堆积成山的形状填充 到腔体421内的一部分。

接下来，如图20的(b)所示，通过晃动部使阴模722晃动。

在使阴模722在腔体721的长边方向晃动K1时，图12的(b)的左图状态的第 1永久磁铁材料653a如图12的(c)的左图所示，在腔体721的长边方向平坦化。

此外，在使阴模722在腔体21的短边方向晃动K2时，图20的(b)的右图状态的 第1永久磁铁材料653a如图20的(c)的右图所示，在腔体721的短边方向平坦化。

另外，虽未图示，但例如还可以在填充了第2永久磁铁材料653B或第3永久磁 铁材料653c后，仅在腔体721的长边方向使阴模722晃动。由此，还可以将第2永 久磁铁材料653B或第3永久磁铁材料653c配置成沿腔体721的长边方向的内壁延伸。

另外，在这样使腔体721晃动时，通过腔体721的振动，比重大的重稀土类元素 654的粉末进入到第1永久磁铁材料653a的粉末间的空隙，因此能够促进重稀土类 元素654的扩散速度。

将从图20的(B)的状态到图20的(c)的状态的上述步骤称作第2晃动步骤。

根据如上所述构成的本实施方式的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、 永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁，显然能够起到与 上述实施方式7和实施方式8同样的效果。而且，即使在填充步骤中永久磁铁材料 53没有被均匀地填充到腔体721内的情况下，能够通过晃动阴模722，将其无遗漏地 均匀地填充到腔体721内。

由此，能够提供一种矫顽磁力和残留磁通密度的平衡性更加优异且重稀土类元素 的使用量得到降低的永久磁铁中的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久 磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁。

实施方式10

以下，基于附图以与实施方式7的不同之处为中心说明本发明的实施方式10。

在本实施方式使用的附图中，对与上述实施方式7同样的部分标注相同的标号并 省略说明。

图21是表示本实施方式的腔体21、磁铁734的剖视图。

在本实施方式中，在腔体21的上方、下方具有能够在水平方向移动的磁铁734。

该磁铁734是大小比腔体21小的铁氧体磁铁、SmCo(钐钴磁铁)磁铁、Nd-Fe-B 系磁铁等。

以下，说明使用该磁铁734的永久磁铁的制造方法。

首先，与实施方式7同样地，通过第1填充步骤(图15的(b))向腔体21内填 充第1永久磁铁材料653a。

然后，与实施方式7同样地，通过封闭步骤(图15的(d))封闭腔体21。

接下来，在实施第2填充步骤(图15的(c))前，如图20所示，使磁铁734接 近盖部23的上表面或阴模22的下表面。在该状态下，对尺寸比腔体21小的区域， 将用虚线表示的弱磁场Y施加于永久磁铁材料53，之后一边使磁铁734在水平方向 晃动一边使磁场移动。

由此，能够搅拌永久磁铁材料53而均匀地进行填充。

将上述的步骤称作磁场搅拌步骤。

而且，通过将实施方式7中说明的加压步骤和实施方式9中说明的晃动步骤与本 实施方式的磁场搅拌步骤组合，能够更均匀地填充永久磁铁材料53。

这种情况下，在使磁铁734接近盖部23的上表面或阴模22的下表面的状态下， 通过第2晃动步骤使阴模22在水平方向晃动，同时在尺寸比腔体21小的区域中，对 永久磁铁材料53施加弱磁场并混合。

而且，通过加压步骤，使两个阳模24的加压部25相互接近，在使腔体21内逐 渐变窄的同时实施上述磁场搅拌步骤时，能够更加均匀地进行填充。

在该加压步骤中，优选以使“填充后的永久磁铁材料53的质量/腔体的容积”处于 2.0g/cm^3～3.0g/cm^3的范围内的方式，调整两个阳模24的位置。

根据如上所述构成的本实施方式的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、 永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁，显然能够起到与 上述实施方式7相同的效果。并且，通过对腔体21施加弱磁场并使磁场发生移动， 能够将腔体21内的永久磁铁材料53混合，能够无遗漏地均匀地进行填充。

由此，能够提供一种矫顽磁力和残留磁通密度的平衡性更加优异且重稀土类元素 的使用量得到减少的永久磁铁中的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久 磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁。

实施方式11

以下，以与实施方式7的不同之处为中心说明本发明的实施方式11。

对与上述实施方式7相同的部分标注相同的标号并省略说明。

本实施方式具有非磁性的棒部600。

以下，说明使用该棒部的永久磁铁的制造方法。

在实施了实施方式7的第1填充步骤(图15的(b))后，在实施第2填充步骤 (图15的(c))前，将非磁性的棒部600插入腔体21内，通过该棒部600混合腔体 21内的永久磁铁材料53。

将该步骤称作棒搅拌步骤。

由此，能够将永久磁铁材料53均匀地填充到腔体21内。

根据如上所述构成的本实施方式的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、 永久磁铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁，显然能够起到与 上述实施方式7同样的效果，并且，通过用棒部对腔体21内的永久磁铁材料53进行 混合，由此，能够无遗漏地均匀地进行填充。

由此，能够提供一种矫顽磁力和残留磁通密度的平衡性更加优异且稀土类元素的 使用量得到降低的永久磁铁中的永久磁铁的制造方法、永久磁铁的制造装置、永久磁 铁、使用了永久磁铁的旋转电机以及旋转电机用的永久磁铁。

另外，由于棒部600是非磁性的，因此，能够防止永久磁铁材料53被棒部吸附， 因此，能够减少稀土类元素的使用量。

此外，本发明在其发明的范围内，能够自由组合各实施方式，或对各实施方式适 当地进行变形、省略。