JP2014099988A - 永久磁石、永久磁石の製造方法、ローター、モーターおよびロボット - Google Patents

Abstract

【課題】磁束密度の低下を抑制しつつ、渦電流の発生を抑制することのできる永久磁石、永久磁石の製造方法、ローター、モーターおよびロボットを提供すること。
【解決手段】永久磁石５３は、所定方向に並び磁極が揃った複数の永久磁石片５４と、隣り合う一対の永久磁石片５４の間に介在し、これらを接着する接着層５５とを有し、接着層５５は、絶縁性を有する接着剤５５１と、接着剤５５１中に含まれる永久磁石粒子５５２とを有している。また、永久磁石粒子５５２は、希土類永久磁石粒子および酸化物永久磁石粒子の少なくとも一方を含んでいる。また、永久磁石粒子５５２は、永久磁石片５４と同じ方向に着磁されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、永久磁石、永久磁石の製造方法、ローター、モーターおよびロボットに関する。

従来から、産業用のロボットとして、水平多関節ロボットや垂直多関節ロボットなどが用いられている。例えば、水平多関節ロボットは、基台と、基台に対して回動可動な第１アームと、第１アームに対して回動可能な第２アームとを有しており、モーターによって、第１、第２アームの駆動が行われている。
モーターに関して、永久磁石表面で発生する渦電流を減らし、モーターの発熱による駆動特性の低下を抑制するために、永久磁石をモーターの回転軸方向で複数の磁石片に分割し、分割した磁石片の間に絶縁層を介在させた構成が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。しかしながら、このような構成では絶縁層で磁束密度が大きく低下してしまい優れた駆動特性を有するモーターが得られないという問題がある。すなわち、従来では、磁束密度の低下を抑制しつつ、渦電流の発生を抑制することができなかった。

特開２００５−２２８８３０号公報 特開２００６−１３６１３０号公報

本発明の目的は、磁束密度の低下を抑制しつつ渦電流の発生を抑制することのできる永久磁石及びこの永久磁石の製造方法、並びにこの永久磁石を用いたローター、モーター及びロボットを提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の永久磁石は、所定方向に並び、磁極が揃った複数の永久磁石片と、
隣り合う前記永久磁石片の間に介在し、これらを接着する接着層と、を有し、
前記接着層は、絶縁性を有する接着剤と、前記接着剤中に含まれる永久磁石粒子と、を有していることを特徴とする。
これにより、磁束密度の低下を抑制しつつ、渦電流の発生を抑制することのできる永久磁石が得られる。

本発明の永久磁石では、前記永久磁石粒子は、希土類永久磁石粒子を含んでいるのが好ましい。
これにより、磁束密度の低下をより効果的に抑制することができる。
本発明の永久磁石では、前記永久磁石粒子は、酸化物永久磁石粒子を含んでいるのが好ましい。
これにより、渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。
本発明の永久磁石では、前記接着層中の前記永久磁石粒子は、前記各永久磁石片と同じ方向に着磁されているのが好ましい。
これにより、磁束密度の低下をより効果的に抑制することができる。

本発明の永久磁石では、前記永久磁石粒子の平均粒径をＡ（μｍ）としたとき、前記接着層の平均厚さは、３Ａ以上であるのが好ましい。
これにより、渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。
本発明の永久磁石では、前記永久磁石粒子の最大粒径をＢ（μｍ）としたとき、隣り合う前記永久磁石片の最小隙間がＢより大きいのが好ましい。
これにより、渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。

本発明の永久磁石の製造方法は、硬磁性材料で構成された複数の硬磁性材料片を、硬磁性材料で構成された硬磁性材料粒子が分散した接着剤で接着して接合体を得る工程と、
前記接合体に磁界を作用させて、前記硬磁性材料片および前記硬磁性材料粒子を同じ方向に着磁する工程と、を有することを特徴とする。
これにより、磁束密度の低下を抑制しつつ、渦電流の発生を抑制することのできる永久磁石が簡単に得られる。

本発明のローターは、本発明の永久磁石が周方向に複数配置されていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高いローターが得られる。
本発明のモーターは、本発明のローターを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高いモーターが得られる。

本発明のロボットは、基台と、
前記基台に連結され、前記基台に対して回動可能なアームと、
前記基台に対して前記アームを回動させる本発明のモーターと、を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高いロボットが得られる。

本発明の好適な実施形態に係るモーターを示す断面図である。 図１に示すモーターが備えるローター（本発明のローター）の平面図である。 図２に示すローターの斜視図である。 図２に示すローターが備える１つの永久磁石（本発明の永久磁石）の断面図（図３中のＡ−Ａ線断面図）である。 図４に示す永久磁石の製造方法を説明する断面図である。 本発明のモーターを適用したロボット（本発明のロボット）を示す斜視図である。 本発明のモーターを適用したロボット（本発明のロボット）を示す斜視図である。 実施例で製造した硬磁性材料片の形状およびサイズを示す斜視図である。

以下、本発明の永久磁石、永久磁石の製造方法、ローター、モーターおよびロボットを図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の好適な実施形態に係るモーターを示す断面図、図２は、図１に示すモーターが備えるローター（本発明のローター）の平面図、図３は、図２に示すローターの斜視図、図４は、図２に示すローターが備える１つの永久磁石（本発明の永久磁石）の断面図（図３中のＡ−Ａ線断面図）、図５は、図４に示す永久磁石の製造方法を説明する断面図、図６および図７は、それぞれ、本発明のモーターを適用したロボット（本発明のロボット）を示す斜視図、図８は、実施例で製造した硬磁性材料片の形状およびサイズを示す斜視図である。

１．モーター
図１に示すように、モーター（本発明のモーター）１は、ハウジング２と、回転軸３と、ステーター４と、ローター（本発明のローター）５とを有している。なお、モーター１としては、特に限定されず、例えば、サーボモーター（ブラシレスＤＣモーター等）、ステッピングモーター、コアレスモーター等が挙げられる。

ハウジング２の上壁および底壁には軸受２１、２２が設けられている。軸受２１、２２には回転軸３が回転可能に軸支されている。また、ハウジング２内において、回転軸３にはローター５が固定されている。ローター５は、円柱状のコア５１と、コア５１の外周に設けられた磁石５２とにより構成されている。また、ローター５の周囲にはステーター４が配置されている。ステーター４は、円筒状をなしており、周方向に所定間隔で配置された複数のコイル４１を有している。

磁石５２は、周方向に複数の磁極が形成された多極構造を有している。磁石５２は、図２に示すように、複数の永久磁石５３をコア５１の周方向に並んで配置させたもので構成されている。永久磁石５３の数としては特に限定されないが、以下では説明の便宜上、６つの場合について代表して説明する。
６つの永久磁石５３は、互いに同じ形状である。また、各永久磁石５３は、内周側と外周側とで磁極が異なっている。６つの永久磁石５３は、隣り合う永久磁石５３の磁極が反対となるように配置されている。すなわち、６つの永久磁石５３は、外周側にＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配置されている。

図３に示すように、各永久磁石５３は、磁石５２の軸方向（所定方向）に並ぶ複数の永久磁石片５４と、隣り合う永久磁石片５４の間に介在し、これらを接合する接着層５５とを有している。なお、図示の構成では、永久磁石５３は、５つの永久磁石片５４を有しているが、永久磁石５３が有する永久磁石片５４の数としては特に限定されない。ただし、永久磁石片５４の数としては、例えば、５〜１０個程度であるのが好ましく、５〜７個程度であるのがより好ましい。

各永久磁石片５４としては、その機能を発揮することができれば、特に限定されないが、高い磁束密度を有する希土類永久磁石が好適に用いられる。この希土類永久磁石としては、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石（ネオジム系磁石）、Ｓｍ−Ｃｏ系永久磁石（サマリウム−コバルト系磁石）、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ（サマリウム−鉄−窒素系磁石）等が挙げられる。ただし、永久磁石片５４を構成する主要元素は、必要に応じて他の元素に置換されてもよい。例えば、Ｎｄの一部は、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂ等に置換されてもよいし、Ｆｅの一部は、Ｃｏに置換されてもよい。

図４に示すように、接着層５５は、絶縁性を有する接着剤５５１と、接着剤５５１中に分散した永久磁石粒子５５２とを有している。すなわち、接着層５５は、永久磁石粒子５５２が分散してなる絶縁性の接着剤５５１で構成されている。また、各接着層５５中の各永久磁石粒子５５２は、永久磁石片５４と同じ方向に着磁されている。また永久磁石粒子５５２は、接着層５５中にほぼ均一に分散している。

このような接着層５５は、全体として高い絶縁性を有している。そのため、渦電流の経路が短くなり、モーター１の駆動中に発生する渦電流を抑制し、モーター１の発熱を抑えることができる。その結果、発熱によるモーター１の駆動効率低下を抑制することができる（第１の効果）。さらには、接着層５５に永久磁石粒子５５２を含有させることによって、上述した第１の効果に加えて、接着層５５での磁束密度の低下が抑制され、より高い磁束密度を有する永久磁石５３が得られるという効果を発揮することができる（第２の効果）。すなわち、接着層５５を用いることによって、渦電流を抑制することができ、かつ、より強力な永久磁石５３が得られる。特に、各永久磁石粒子５５２の着磁方向が、永久磁石片５４の着磁方向と一致しているため、上述の第２の効果をより効果的に発揮することができる。
接着剤５５１としては、絶縁性を有しており、隣り合う永久磁石片５４を接合することができれば特に限定されず、例えば、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系等の各種接着剤を用いることができる。一方、永久磁石粒子５５２としては、例えば、永久磁石の塊を粉砕して粉末状にしたものを用いることができる。

接着層５５中の永久磁石粒子５５２の含有量としては、特に限定されないが、７０質量％以上、９５質量％以下であるのが好ましく、７２質量％以上、９２質量％以下であるのがより好ましい。このような含有量とすることによって、接着層５５での磁束密度の低下をより小さく抑えることができる。これに対して、含有量が上記下限値未満であると、永久磁石粒子５５２の種類によっては、上記効果（すなわち、接着層５５での磁束密度の低下をより小さく抑える効果）が十分なレベルで発生しない場合がある。反対に、含有量が上記上限値を超えると、上記効果を十分なレベルで発生させることができるが、接着層５５の接着力が低下し、永久磁石５３からの永久磁石片５４の離脱（モーター１の破損）が発生するおそれが生じる。

また、永久磁石粒子５５２の粒径（平均粒径）としては、特に限定されないが、５μｍ以上、２０μｍ以下程度であるのが好ましく、５μｍ以上、１０μｍ以下であるのがより好ましい。このような粒径とすることによって、接着剤５５１中での永久磁石粒子５５２の分散性が十分に高くなり、後述するような導通パスの形成が抑制され、接着層５５の絶縁性をより確実に確保することができる（すなわち、接着層５５の絶縁性の低下を抑制することができる）。これに対して、永久磁石粒子５５２の粒径が上記下限値未満であると、上記効果の向上がほとんど発現しない割には製造コストが高くなる場合がある。反対に、上記上限値を超えると、接着剤５５１中で永久磁石粒子５５２の凝集が起こり易くなり、接着層５５の厚さが薄い場合などには、永久磁石粒子５５２によって隣り合う永久磁石片５４間に導通パスが形成され、その結果、接着層５５の絶縁性の低下の度合が大きくなるおそれがある。

また、永久磁石粒子５５２としては、特に限定されず、希土類永久磁石、酸化物永久磁石（フェライト永久磁石）、アルニコ永久磁石等の各種永久磁石を用いることができる。また、これらの中から２つ以上の磁石を選択して用いてもよい。このうち、希土類永久磁石としては、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石（ネオジム系磁石）、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石（サマリウム−コバルト系磁石）、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石（サマリウム−鉄−窒素系磁石）等が挙げられる。ただし、主要元素は、必要に応じて他の元素に置換されてもよい。例えば、Ｎｄの一部は、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂ等に置換されてもよいし、Ｆｅの一部は、Ｃｏに置換されてもよい。また、酸化物永久磁石としては、Ｂａ系、Ｓｒ系等のフェライト磁石が挙げられる。

これらの中でも、永久磁石粒子５５２としては、希土類永久磁石または酸化物永久磁石を用いるが好ましい。希土類永久磁石は、他の永久磁石と比較して高い磁束密度を有している。そのため、永久磁石粒子５５２として希土類永久磁石を用いることによって、接着層５５での磁束密度の低下をより効果的に抑制することができる。一方の酸化物永久磁石は、他の永久磁石と比較して高い絶縁性を有している。そのため、永久磁石粒子５５２として酸化物永久磁石を用いることによって、渦電流の発生をより効果的に抑制することができる。

このように、希土類永久磁石と酸化物永久磁石とでは、その効果が異なっている。具体的には、接着層５５は、渦電流を抑制してモーター１の発熱を抑える効果（第１の効果）と、接着層５５での磁束密度の低下を抑制し、より高い磁束密度を有する永久磁石５３を得るという効果（第２の効果）とを発揮することができるが、永久磁石粒子５５２として希土類永久磁石を用いると第２の効果がより向上し、酸化物永久磁石を用いると第１の効果がより向上する。そのため、永久磁石粒子５５２として、希土類永久磁石と酸化物永久磁石との混合物を用いてもよい。これにより、第１、第２の効果を共に向上させることができる。

以上、接着層５５を構成する接着剤５５１および永久磁石粒子５５２について説明した。このような接着層５５の厚さ（平均厚さ）の上限値としては、特に限定されないが、２００μｍ以下程度であるのが好ましい。このような上限値とすることにより、接着層５５の過度な厚み増を防止することができる。また、接着層５５の厚さ（平均厚さ）の下限値としては、永久磁石粒子５５２の平均粒径によっても異なるが、平均粒径をＡ（μｍ）としたとき、３Ａ以上であるのが好ましく、５Ａ以上であるのがより好ましい。このような下限値とすることにより、前述したような導通パスの発生を効果的に抑制することができる。なお、接着層５５の厚さが、上記下限値未満であると、永久磁石粒子５５２の含有量などによっては、前記の導通パスが形成され易くなってしまう場合がある。反対に、上記上限値を超えると、接着層５５が過度に厚くなってしまい、永久磁石５３の大型化や機械的強度の低下を招く場合がある。
また、永久磁石粒子５５２の最大粒径をＢ（μｍ）としたとき、隣り合う永久磁石片５４の最小隙間（すなわち、接着層５５の厚さの最小値）がＢより大きいのが好ましい。このような関係を満足することによって、前述したような導通パスの発生を効果的に抑制することができる。

２．永久磁石の製造方法
次に、永久磁石５３の製造方法について説明する。
永久磁石５３の製造方法は、硬磁性材料で構成された複数の硬磁性材料片５４Ａを、硬磁性材料で構成された硬磁性材料粒子５５２Ａが分散した接着剤５５１で接着して接合体５３Ａを得る第１工程と、接合体５３Ａに磁界を作用させて、硬磁性材料片５４Ａおよび硬磁性材料粒子５５２Ａを同じ方向に着磁する第２工程とを有している。

−第１工程−
まず、図５（ａ）に示すように、着磁することにより永久磁石片５４となる硬磁性材料片５４Ａと、着磁することによって永久磁石粒子５５２となる硬磁性材料粒子５５２Ａを接着剤５５１に分散させた粒子分散接着剤５５Ａとを用意する。
硬磁性材料片５４Ａは、例えば、次のようにして用意することができる。なお、以下の方法は、永久磁石片５４として希土類永久磁石を用いる場合の一例である。まず、原材料である硬磁性材料を用意する。次に、真空中またはアルゴンガス中にて上記材料を溶解（高周波誘導溶解）する。次に、原材料を粉砕（粗粉砕、微粉砕）し、粒径が３〜２０μｍ程度の粉末とする。次に、粉末状の原材料を磁界中で圧縮成型した後、焼結、熱処理（時効処理）を行う。次に、必要に応じて二次加工（例えば切断、研磨等）、表面処理（例えば、電着塗装、Ｎｉめっき等）を行う。以上により、硬磁性材料片５４Ａが得られる。

一方、硬磁性材料粒子５５２Ａは、例えば、次のようにして用意することができる。なお、以下の方法は、永久磁石粒子５５２として希土類永久磁石を用いる場合の一例である。すなわち、まず、原材料である硬磁性材料を用意し、前述した硬磁性材料片５４Ａの製造方法と同様にして熱処理（時効処理）まで行う。次に、熱処理した焼結体を粉砕することによって、硬磁性材料粒子５５２Ａが得られる。そして、得られた硬磁性材料粒子５５２Ａを接着剤５５１に分散することによって粒子分散接着剤５５Ａが得られる。
次に、図５（ｂ）に示すように、粒子分散接着剤５５Ａを用いて複数の硬磁性材料片５４Ａを一列に接着する。これにより、接合体５３Ａが得られる。

−第２工程−
次に、例えば、パルス着磁機によって、接合体５３Ａに所定の強度の磁場を作用させて、各硬磁性材料片５４Ａおよび各硬磁性材料粒子５５２Ａを所定方向（磁石５２の径方向。図５中の上下方向）に着磁する。これにより、硬磁性材料片５４Ａが永久磁石片５４となり、硬磁性材料粒子５５２Ａが永久磁石粒子５５２となる。以上によって、図５（ｃ）に示すように、永久磁石片５４が得られる。

このような製造方法によれば、簡単に、永久磁石片５４を製造することができる。具体的には、第１工程では、着磁されていない硬磁性材料片５４Ａを粒子分散接着剤５５Ａで接着するため、本工程にて磁気的反発力が作用しない。したがって、複数の硬磁性材料片５４Ａの接着を簡単かつ精度よく行うことができる。また、第１工程では、着磁されていない硬磁性材料粒子５５２Ａを接着剤５５１に分散して粒子分散接着剤５５Ａを得ているため、硬磁性材料粒子５５２Ａを接着剤５５１中により均一に分散させることができる。仮に、着磁された硬磁性材料粒子５５２Ａ（すなわち永久磁石粒子５５２）を接着剤５５１中に分散させると、硬磁性材料粒子５５２Ａが接着剤５５１中で磁気吸引力によって凝集し分散性が低下する。また、硬磁性材料粒子５５２Ａの着磁方向がばらばらとなり、上記の効果が低下する。

３．ロボット
次に、上述したモーター１を適用したロボット（本発明のロボット）について説明する。
図６に示すロボット７は、水平多関節ロボットである。このようなロボット７は、基台７１と、第１アーム７２と、第２アーム７３と、作業ヘッド７４と、エンドエフェクター７５とを有している。

基台７１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。基台７１の上端部には第１アーム７２が連結している。第１アーム７２は、基台７１に対して鉛直方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。基台７１内には、第１アーム７２を回動させるモーター１（１Ａ）が設置されている。
第１アーム７２の先端部には第２アーム７３が連結している。第２アーム７３は、第１アーム７２に対して鉛直方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。第２アーム７３内には、第２アーム７３を回動させる第２モーター１（１Ｂ）が設置されている。

第２アーム７３の先端部には作業ヘッド７４が配置されている。作業ヘッド７４は、第２アーム７３の先端部に同軸的に配置されたスプラインナット７４１およびボールネジナット７４２と、スプラインナット７４１およびボールネジナット７４２に挿通されたスプラインシャフト７４３とを有している。スプラインシャフト７４３は、第２アーム７３に対して、その軸まわりに回転可能であり、かつ、上下方向に移動（昇降）可能となっている。

第２アーム７３内には、モーター１（１Ｃ）と、モーター１（１Ｄ）とが配置されている。モーター１Ｃの駆動力は、図示しない駆動力伝達機構によってスプラインナット７４１に伝達され、スプラインナット７４１が正逆回転するとスプラインシャフト７４３が鉛直方向に沿う回転軸まわりに正逆回転する。一方、モーター１Ｄの駆動力は、図示しない駆動力伝達機構によってボールネジナット７４２に伝達され、ボールネジナット７４２が正逆回転するとスプラインシャフト７４３が上下に移動する。
スプラインシャフト７４３の先端部（下端部）には、エンドエフェクター７５が連結されている。エンドエフェクター７５としては、特に限定されず、例えば、被搬送物を把持するもの、被加工物を加工するものなどが挙げられる。

図７に示すロボット８は、垂直多関節（６軸）ロボットである。このようなロボット８は、基台８１と、４本のアーム８２、８３、８４、８５と、リスト８６とを備え、これらが順に連結されている。
基台８１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。このような基台８１の上端部にはアーム８２が水平方向に対して傾斜した姿勢で連結しており、アーム８２は、基台８１に対して鉛直方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、基台８１内には、アーム８２を回動させるモーター１（１Ｅ）が設置されている。

アーム８２の先端部には、アーム８３が連結しており、アーム８３は、アーム８２に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８３内には、アーム８３をアーム８２に対して回動させるモーター１（１Ｆ）が設置されている。
アーム８３の先端部には、アーム８４が連結しており、アーム８４は、アーム８３に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８４内には、アーム８４をアーム８３に対して回動させるモーター１（１Ｇ）が設置されている。

アーム８４の先端部には、アーム８５が連結しており、アーム８５は、アーム８４に対してアーム８４の中心軸に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８５内には、アーム８５をアーム８４に対して回動させるモーター１（１Ｈ）が設置されている。
アーム８５の先端部には、リスト８６が連結している。リスト８６は、アーム８５に連結されたリング状の支持リング８６１と、支持リング８６１の先端部に支持された円筒状のリスト本体８６２とを有している。リスト本体８６２の先端面は、平坦な面となっており、例えば、腕時計等のような精密機器を把持するマニピュレーターが装着される装着面となる。

支持リング８６１は、アーム８５に対して水平方向に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、リスト本体８６２は、支持リング８６１に対してリスト本体８６２の中心軸に沿う回動軸まわりに回動可能となっている。また、アーム８５内には、支持リング８６１をアーム８５に対して回動させるモーター１（１Ｉ）と、リスト本体８６２を支持リング８６１に対して回動させるモーター１（１Ｊ）とが配置されている。モーター１Ｉ、１Ｊの駆動力は、それぞれ、図示しない駆動力伝達機構によって支持リング８６１、リスト本体８６２に伝達される。
以上、永久磁石、ローター、モーターおよびロボットについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。

以下、本発明の具体的実施例について説明する。
１．永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターの製造
（実施例１）
１−１．未着磁の永久磁石片（硬磁性材料片）の製造
まず、Ｎｄ：２８ｗｔ％、Ｄｙ：５ｗｔ％、Ｂ：１ｗｔ％、Ｆｅ：６６ｗｔ％を含む原材料を用意した。次に、高周波溶解炉にて、原材料を真空中×１２５０℃の条件で高周波誘導溶解し、その後急速冷却した。次に、ジェットミルによって原材料を粉砕し、粒径が３〜５μｍ程度の粉末状とした。次に、磁場プレス機を用いて、１２ｋＯｅの磁界中、１０００ｋｇ／ｃｍ^２の成形圧力にて、原材料を圧縮成形した。次に、焼結炉によって、圧縮成形した原材料を１１００℃×１時間の条件で焼結した後、熱処理炉によって、９００℃×１時間の条件で焼結体の熱処理（時効処理）を行った。次に、スライシングマシンによって焼結体を切断し、永久磁石片の形状に対応した複数の分割片（磁性体）を得た。次に、各分割片について、表面研磨、Ｎｉメッキ（平均膜厚が１５μｍ）処理を順に行った。以上により、未着磁の永久磁石片（硬磁性材料片）を得た。各永久磁石片の形状、サイズは、図８に示す通りであった。また、前記焼結体（硬磁性材料片）の密度は、７．６ｇ／ｃｍであった。

１−２．未着磁の永久磁石粒子（硬磁性材料粒子）の製造
まず、Ｎｄ：２８ｗｔ％、Ｄｙ：２ｗｔ％、Ｂ：１ｗｔ％、Ｃｏ：５ｗｔ％、Ｆｅ：６４ｗｔ％を含む原材料を用意した。次に、高周波溶解炉にて、原材料を真空中×１２５０℃の条件で高周波誘導溶解し、メルトスピニング法にて急冷薄帯を作製した。次に、この急冷薄帯をジェットミルによって粉砕後、６００℃×１時間の条件で熱処理した。以上により、未着磁の永久磁石粒子（硬磁性材料粒子）を得た。未着磁の永久磁石粒子の粒径（平均粒径）は、２０μｍであった。なお、平均粒径は、マイクロトラックＭＴ−３０００（日機装株式会社製）にて測定した。
１−３．永久磁石粒子分散接着剤の製造
まず、エポキシ系接着剤（ＥＰ１０６ＮＬ セメダイン株式会社製）を用意し、この接着剤に未着磁の永久磁石粒子を分散させた。これにより、永久磁石粒子分散接着剤を得た。永久磁石粒子分散接着剤中の未着磁の永久磁石粒子の含有量は、７４質量％であった。

１−４．永久磁石の製造
まず、上述のようにして得られた未着磁の永久磁石片を７つ用意した。次に、これらの永久磁石片を、永久磁石粒子分散接着剤を用いて一列に接着した。これにより、７つの永久磁石片と、隣り合う永久磁石片の間に介在する６つの接着層とを有する接合体（未着磁の永久磁石）を得た。次に、パルス着磁機によって、接合体に４０ｋＯｅの磁場を作用させ、各永久磁石片および各永久磁石粒子を所定方向に着磁した。以上によって永久磁石を得た。なお、得られた永久磁石の磁束密度（配列方向の中央に位置する永久磁石片の表面磁束密度）は、５５０ｍＴであった。
この工程では、外周がＳ極、内周がＮ極である永久磁石（以下「第１永久磁石」とも言う）と、反対に、外周がＮ極、内周がＳ極である永久磁石（以下「第２永久磁石」とも言う）との２種類を製造した。得られた永久磁石では、各接着層の厚さ（平均厚さ）は、１００μｍであった。

１−５．ローターの製造
回転軸に固定されたローターの外周面に、周方向に沿って第１永久磁石と第２永久磁石とを交互に３つずつ配置し接合することにより、図２に示すようなローターを得た。
１−６．ＤＣブラシレスモーターの製造
上記のようにして得られたローターを、ステーターが配置されたハウジングに回転可能に固定して図１に示すようなブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例２）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が７８質量％とした以外は、実施例１と同様にして、永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例３）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が８４質量％とした以外は、実施例１と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例４）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が９２質量％とした以外は、実施例１と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例５）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が９４質量％とした以外は、実施例１と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例６）
永久磁石粒子として、サマリウム−コバルト系の永久磁石を用い、永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量を７６質量％とした以外は、実施例１と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。なお、永久磁石粒子は、原材料としてＳｍ：２５ｗｔ％、Ｃｏ：５１ｗｔ％、Ｆｅ：１７ｗｔ％、Ｃｕ：６ｗｔ％を含むものを用い、以下の方法にて作製した。高周波溶解炉にて、原材料を真空中×１３５０℃の条件で高周波誘導溶解し、その後急速冷却した。得られた原料塊を熱処理炉によって９００℃×１時間の条件で熱処理（時効処理）した。次に、ジェットミルによって原材料を粉砕し粉末状とした。このとき、永久磁石粒子の粒径（平均粒径）は、１０μｍであった。

（実施例７）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が８０質量％とした以外は、実施例６と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例８）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が８６質量％とした以外は、実施例６と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例９）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が９２質量％とした以外は、実施例６と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例１０）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が９４質量％とした以外は、実施例６と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例１１）
永久磁石粒子として、サマリウム−鉄−窒素系の永久磁石を用い、永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量を７４質量％とした以外は、実施例１と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。なお、永久磁石粒子は、以下の方法で作製した。高周波溶解炉にて、Ｓｍ−Ｆｅ合金を真空中×１２５０℃の条件で高周波誘導溶解し、メルトスピニング法にて急冷薄帯を作製した。次に、この急冷薄帯をジェットミルによって粉砕後、アンモニアガス雰囲気にて４６０℃×５時間保持し、窒化処理を行った。得られた磁石粉末の組成は、Ｓｍ：２４ｗｔ％、Ｆｅ：７２．５ｗｔ％、Ｎ：３．５ｗｔ％であり、永久磁石粒子の粒径（平均粒径）は、５μｍであった。

（実施例１２）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が７８質量％とした以外は、実施例１１と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例１３）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が８４質量％とした以外は、実施例１１と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例１４）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が９０質量％とした以外は、実施例１１と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例１５）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が９３質量％とした以外は、実施例１１と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例１６）
永久磁石粒子として、フェライト系の永久磁石を用い、永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量を７０質量％とした以外は、実施例１と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。なお、永久磁石粒子は、以下の方法で作製した。原材料として、Ｆｅ_２Ｏ_３：７２ｗｔ％、ＳｒＯ：２５ｗｔ％、（Ｌａ−Ｃｏ）：３ｗｔ％となるよう原料を配合し、これを大気中１３００℃で仮焼した。これをボールミルにて湿式粉砕し永久磁石粒子を得た。この永久磁石粒子の粒径（平均粒径）は、２μｍであった。

（実施例１７）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が７２質量％とした以外は、実施例１６と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例１８）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が８０質量％とした以外は、実施例１６と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例１９）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が８８質量％とした以外は、実施例１６と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例２０）
永久磁石粒子分散接着剤中の永久磁石粒子の含有量が９０質量％とした以外は、実施例１６と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例２１）
永久磁石粒子分散接着剤に用いる接着剤としてアクリル系接着剤（Ｙ６１１ セメダイン株式会社製）を用いたこと以外は、実施例２と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例２２）
永久磁石粒子分散接着剤に用いる接着剤としてアクリル系接着剤（Ｙ６１１ セメダイン株式会社製）を用いたこと以外は、実施例３と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例２３）
永久磁石粒子分散接着剤に用いる接着剤としてアクリル系接着剤（Ｙ６１１ セメダイン株式会社製）を用いたこと以外は、実施例４と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例２４）
永久磁石粒子分散接着剤に用いる接着剤としてアクリル系接着剤（Ｙ６１１ セメダイン株式会社製）を用いたこと以外は、実施例１２と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例２５）
永久磁石粒子分散接着剤に用いる接着剤としてアクリル系接着剤（Ｙ６１１ セメダイン株式会社製）を用いたこと以外は、実施例１３と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例２６）
永久磁石粒子分散接着剤に用いる接着剤としてアクリル系接着剤（Ｙ６１１ セメダイン株式会社製）を用いたこと以外は、実施例１４と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

（実施例２７）
永久磁石の各接着層の厚さ（平均厚さ）を６０μｍとした以外は、実施例２と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（実施例２８）
永久磁石の各接着層の厚さ（平均厚さ）を４０μｍとした以外は、実施例２と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。
（比較例１）
永久磁石粒子を省略した以外は、実施例２と同様にして永久磁石、ローターおよびブラシレスＤＣモーターを得た。

２．評価
各実施例１〜２８および比較例１について次の３つの項目について評価した。その結果を表１に示す。
２−１．磁束密度低下量
接着層での磁束密度低下量を評価した。磁束密度低下量は、接着層の表面磁束密度をＢ１とし、永久磁石片の表面磁束密度をＢ２としたときＢ１／Ｂ２×１００（％）で表している。すなわち、磁束密度低下量が大きい程、接合部の磁束密度が低下したことを意味する。なお、本評価では、全接着層の表面磁束密度の平均値をＢ１とし、全永久磁石片の表面磁束密度の平均値をＢ２とした。

２−２．ローターの温度上昇
各実施例１〜２８および比較例１のブラシレスＤＣモーターを負荷３００ｍＮ・ｍ、回転数３０００ｒｐｍにて３０分連続駆動させたときのローターの温度上昇を測定した。表に記す温度は、駆動前のローターの温度（磁石端面の温度）をＴ１とし、駆動後のローターの温度をＴ２としたときのＴ２−Ｔ１の値である。温度上昇が高い程、渦電流損失（渦電流による駆動特性の低下）が大きいことを意味する。

２−３．接着層剥がれ
各実施例１〜２８および比較例１の永久磁石を各々１００個製造し、その内、接合部にクラックや剥がれが存在する永久磁石（不良品）がいくつ含まれているかを評価した。不良品の数が少ない程、機械的強度に優れ、また、歩留まりの良い永久磁石であることを意味する。

表１から分かるように、各実施例１〜２８は、比較例１と同等の渦電流抑制効果を発揮することができるとともに、比較例１よりも磁束密度低下量が大きく抑制されている。したがって、各実施例１〜２８によれば、優れた駆動特性を有するモーター（永久磁石およびローター）が得られることが分かった。
また、実施例１〜５では、永久磁石粒子の含有量が７８〜９２質量％である実施例２〜４が、それ以下の実施例１およびそれ以上の実施例５よりもより優れた効果を発揮しているのが分かる。同様に、実施例６〜１０では、永久磁石粒子の含有量が８０〜９２質量％である実施例７〜９が、それ以下の実施例６およびそれ以上の実施例１０よりもより優れた効果を発揮しているのが分かる。同様に、実施例１１〜１５では、永久磁石粒子の含有量が７８〜９０質量％である実施例１２〜１４が、それ以下の実施例１１およびそれ以上の実施例１５よりもより優れた効果を発揮しているのが分かる。同様に、実施例１６〜２０では、永久磁石粒子の含有量が８０〜９０質量％である実施例１８〜２０が、それ以下の実施例１６、１７よりもより優れた効果を発揮しているのが分かる。

また、実施例２〜４と実施例２１〜２３の比較、および、実施例１２〜１４と実施例２４〜２６の比較から、エポキシ系の接着剤およびアクリル系の接着剤で同等の効果を発揮しているのが分かる。
また、実施例２、２７、２８の比較で、接着層の膜厚が永久磁石粒子の平均粒径の５倍である実施例２がより優れており、次に、３倍である実施例２７が優れており、次に、２倍である実施例２８が優れていることが分かる。

１、１Ａ〜１Ｊ…モーター ２…ハウジング ２１、２２…軸受 ３…回転軸 ４…ステーター ４１…コイル ５…ローター ５１…コア ５２…磁石 ５３…永久磁石 ５３Ａ…接合体 ５４…永久磁石片 ５４Ａ…硬磁性材料片 ５５…接着層 ５５Ａ…粒子分散接着剤 ５５１…接着剤 ５５２…永久磁石粒子 ５５２Ａ…硬磁性材料粒子 ７…ロボット ７１…基台 ７２…アーム ７３…アーム ７４…作業ヘッド ７４１…スプラインナット ７４２…ボールネジナット ７４３…スプラインシャフト ７５…エンドエフェクター ８…ロボット ８１…基台 ８２…アーム ８３…アーム ８４…アーム ８５…アーム ８６…リスト ８６１…支持リング ８６２…リスト本体

Claims (10)

1. 所定方向に並び、磁極が揃った複数の永久磁石片と、
   隣り合う前記永久磁石片の間に介在し、これらを接着する接着層と、を有し、
   前記接着層は、絶縁性を有する接着剤と、前記接着剤中に含まれる永久磁石粒子と、を有していることを特徴とする永久磁石。
2. 前記永久磁石粒子は、希土類永久磁石粒子を含んでいる請求項１に記載の永久磁石。
3. 前記永久磁石粒子は、酸化物永久磁石粒子を含んでいる請求項１に記載の永久磁石。
4. 前記接着層中の前記永久磁石粒子は、前記各永久磁石片と同じ方向に着磁されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の永久磁石。
5. 前記永久磁石粒子の平均粒径をＡ（μｍ）としたとき、前記接着層の平均厚さは、３Ａ以上である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の永久磁石。
6. 前記永久磁石粒子の最大粒径をＢ（μｍ）としたとき、隣り合う前記永久磁石片の最小隙間がＢより大きい請求項１ないし５のいずれか１項に記載の永久磁石。
7. 硬磁性材料で構成された複数の硬磁性材料片を、硬磁性材料で構成された硬磁性材料粒子が分散した接着剤で接着して接合体を得る工程と、
   前記接合体に磁界を作用させて、前記硬磁性材料片および前記硬磁性材料粒子を同じ方向に着磁する工程と、を有することを特徴とする永久磁石の製造方法。
8. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の永久磁石が周方向に複数配置されていることを特徴とするローター。
9. 請求項８に記載のローターを備えることを特徴とするモーター。
10. 基台と、
    前記基台に連結され、前記基台に対して回動可能なアームと、
    前記基台に対して前記アームを回動させる請求項９に記載のモーターと、を備えることを特徴とするロボット。

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