JP7649195B2 - 希土類磁石の製造方法 - Google Patents

Description

本発明の一側面は、希土類磁石の製造方法に関する。

希土類磁石は、モータ又はアクチュエーター等の部品であり、例えば、ハードディスクドライブ、ハイブリッド自動車、電気自動車、磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）、スマートフォン、デジタルカメラ、薄型ＴＶ、スキャナー、エアコン、ヒートポンプ、冷蔵庫、掃除機、洗濯乾燥機、エレベーター及び風力発電機等の様々な分野で利用されている。これらの多様な用途に応じて、希土類磁石に要求される寸法、形状及び磁化方向（着磁方向）は異なる。したがって、多品種の希土類磁石を効率的に製造するためには、希土類磁石の寸法、形状及磁化方向を容易に変更することが可能な成形方法が望まれる。

例えば、下記特許文献１に記載の希土類磁石の製造方法は、向かい合う一対のコイルの間に発生する磁場中での合金粉末の成型により、リング状の成形体（円筒状の成形体）を形成する成形工程を備えている。下記特許文献１に記載の成形工程では、各コイルの内周面の内側に収まる超硬合金製の型により、合金粉末が圧縮される。そして、合金粉末の圧縮に伴い、一対のコイルの間に発生するラジアル（ｒａｄｉａｌ）磁場（磁力線が各コイルの中心軸線から放射状に拡がる磁場）が型内の合金粉末へ印加される。その結果、成形体を構成する合金粉末の磁化容易軸は、成形体（円筒）の中心軸から成形体の外周面へ向かって放射状に配向される。

上述された従来の希土類磁石の製造方法では、希土類元素を含む金属粉末を高圧（例えば、５０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下）で加圧しながら、磁場を金属粉末へ印加する。その結果、磁場に沿って配向した金属粉末から成形体が形成される。このような成形方法を、以下では「高圧磁場プレス法」と記す。高圧磁場プレス法によれば、金属粉末が配向し易く、高い残留磁束密度Ｂｒと優れた機械的強度を有する成形体を得ることが可能である。この成形体の焼結によって焼結体を得て、焼結体を所望の形状に加工することにより、磁石製品が完成する。

しかし、高圧磁場プレス法では、磁場中で高い圧力を金属粉末へ及ぼす必要があるため、大規模で複雑な成形装置が必要であり、成形用の金型の寸法及び形状が制限される。この制限のために、高圧磁場プレス法によって得られる一般的な成形体の形状は、粗大なブロックに限られる。したがって、従来の方法によって多品種の磁石製品を製造する場合、ブロック状の成形体を焼結させて焼結体を得た後、磁石製品に要求される寸法及び形状に応じて焼結体を加工する必要がある。焼結体の加工では、焼結体を切削したり、研磨したりするため、高価な希土類元素を含む屑が生じてしまう。その結果、磁石製品の歩留まり率が低下する。また、高圧磁場プレス法では、金型同士のカジリ（ｇａｌｌｉｎｇ）、又は金型と成形体との間におけるカジリによって、金型又は成形体が破損し易い。例えば、高圧磁場プレス法で得られた成形体には亀裂が発生することがある。下記特許文献１に記載されているように、特定の形状を有する成形体専用の型を超硬合金等の金属から製造する場合、型の製造費用が高いため、希土類磁石の寸法、形状及び磁化方向を容易に変更することは困難である。

上記のような理由のため、従来の高圧磁場プレス法を用いた製造方法は、多品種又は少量の磁石製品の製造に適していない。高圧磁場プレス法に代わる成形方法として、下記特許文献２は、希土類元素を含む金属粉末を低圧（０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下）で成形する方法が開示されている。下記特許文献２に記載の希土類磁石の製造方法は、希土類元素を含む金属粉末を、型内へ供給して、成形体を形成する成形工程と、型内に保持された成形体にパルス磁場を印加して、成形体に含まれる金属粉末を配向させる配向工程と、配向工程後、成形体を焼結させる焼結工程と、を備えている。配向工程では、同一の中心軸を持つように配置された少なくとも二つのコイルが用いられる。一方のコイルにおいて発生するパルス磁場の方向は、他方のコイルにおいて発生するパルス磁場の方向と逆である。配向工程では、二つのコイルの間においてパルス磁場の磁力線が中心軸に沿って集束している位置に、成形体が配置される。換言すれば、下記特許文献２に記載の配向工程では、成形体が各コイル其々の中心軸線と重なるように、成形体が二つのコイルの間に配置される。その結果、成形体を構成する合金粉末の磁化容易軸は放射状に配向され、高い表面磁束密度を有する希土類磁石が得られる。

下記特許文献２に記載の成形方法のように、低圧で金属粉末を成形する場合、高圧に対する耐久性が金型に要求されず、大規模で複雑な成形装置も不要である。したがって、低圧で金属粉末を成形する場合、金型の材質、寸法及び形状が制限されず、多様な寸法及び形状を有する型を用いて、多品種の希土類磁石を比較的容易に製造することができる。また、高圧磁場プレス法では、金属粉末の成形及び配向に長時間を要するが、低圧で金属粉末を成形することにより、成形及び配向に要する時間が大幅に短縮され、希土類磁石の生産性が向上する。

特開２００１－１９２７０５号公報 特開２０１９－１９７７７８号公報

磁化方向（着磁方向）がラジアルに配向した希土類磁石（ラジアル配向磁石）は、ハイブリッド自動車及び電気自動車等の動力源であるモータに多用される。例えば、モータに実装されるラジアル配向磁石は、円弧状に湾曲している。モータ内において、ラジアル配向磁石の湾曲した表面はローターの外周と略平行である。ローターの回転軸線に略垂直な断面内では、ラジアル配向磁石の磁化方向がラジアルである。ラジアル配向磁石の長手方向（非湾曲方向）は、磁化方向に略垂直であり、且つローターの回転軸線に略平行である。上記の先行技術では、各コイルの中心軸線からの距離が各コイルの内径（２×ｒ）の１／２以下である領域内に発生するラジアル磁場によって合金粉末が配向される。その結果、上記の先行技術によって製造されるラジアル配向磁石の長手方向に沿った表面磁束密度の分布は不均一になる。例えば、長手方向における両端部の表面磁束密度は、長手方向における中央部の表面磁束密度よりも著しく低い。長手方向に沿った表面磁束密度の不均一な分布に因り、モータのトルクが減少してしまう。

本発明の一側面の目的は、磁化方向が放射状（ラジアル）であり、且つ表面磁束密度が略均一である希土類磁石を製造することができる希土類磁石の製造方法を提供することである。

本発明の一側面に係る希土類磁石の製造方法は、希土類元素を含む金属粉末を、型内へ供給して、成形体を形成する成形工程と、型内に保持された成形体にパルス磁場を印加して、成形体に含まれる金属粉末を配向させる配向工程と、配向工程後、成形体を焼結させる焼結工程と、を備える。
配向工程では、第一コイル及び第二コイルが用いられる。第一コイルにおいて発生するパルス磁場の方向が、第二コイルにおいて発生するパルス磁場の方向と逆である。
第一コイルの内径が、２×ｒ１と表され、第一コイルの外径が、２×Ｒ１と表され、第一領域が、第一コイル及び第二コイルの間において、第一コイルの中心軸線からの距離がｒ１よりも大きくＲ１よりも小さい領域と定義される。
第二コイルの内径が、２×ｒ２と表され、第二コイルの外径が、２×Ｒ２と表され、第二領域が、第一コイル及び第二コイルの間において、第二コイルの中心軸線からの距離がｒ２よりも大きくＲ２よりも小さい領域と定義される。
配向工程では、成形体の一部分又は全体が、第一領域及び第二領域のうち少なくともいずれかの領域内に配置される。

配向工程では、第一コイル、第二コイル、及び型が、固定部材によって固定されてよく、固定部材の一部分又は全体が、非磁性体であってよい。

型の一部分又は全体が、非磁性体であってよい。

上記の非磁性体が、樹脂であってよい。

第一コイル及び第二コイルの一方又は両方が、空芯コイルであってよい。

配向工程の前に、成形体の密度が３．０ｇ／ｃｍ^３以上４．４ｇ／ｃｍ^３以下に調整されてよい。

配向工程では、複数の型が用いられてよく、其々の型内に成形体が保持されてよい。
第一コイルの中心軸線及び第二コイルの中心軸線のうち少なくともいずれかに沿って複数の型が積み重ねられた状態において、全ての成形体へ一括してパルス磁場が印加されてよい。

配向工程では、複数の型が用いられてよく、其々の型内に成形体が保持されてよい。
第一コイル及び第二コイルのうち少なくともいずれかの周方向に沿って複数の型が並べられた状態において、全ての成形体へ一括してパルス磁場が印加されてよい。

第一領域の一部分又は全体が、第二領域の一部分又は全体と重なり合っていてよく、配向工程では、成形体の一部分又は全体が、第一領域及び前記第二領域が互いに重なり合う領域内に配置されてよい。

成形工程では、型として第一型が用いられてよい。
配向工程は、第一型内に保持された成形体にパルス磁場を印加して、成形体に含まれる金属粉末を配向させる第一配向工程と、第一配向工程を経た成形体に再びパルス磁場を印加して、成形体に含まれる金属粉末を配向させる第二配向工程と、を含んでよい。
第二配向工程では、第一配向工程を経た複数の成形体が第一型から取り出され、一つの第二型内に保持されてよい。第二型内の複数の成形体が第一コイルの中心軸線及び第二コイルの中心軸線のうち少なくともいずれかに沿って積み重ねられてよく、第二型内で積み重ねられた全ての成形体へ一括してパルス磁場が印加されてよい。
焼結工程では、積み重ねられた複数の成形体が焼結されてよい。

本発明の一側面によれば、磁化方向が放射状（ラジアル）であり、且つ表面磁束密度が略均一である希土類磁石を製造することができる希土類磁石の製造方法が提供される。

図１は、成形体の斜視図、及び成形体の断面図である。 図２は、成形工程に用いられる型（第一型）の分解斜視図である。 図３は、第一コイル、第二コイル、第一領域及び第二領域を含む断面図であり、図３中の断面は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略平行であり、且つ第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線を含む。 図４は、第一コイル、第二コイル、第一領域及び第二領域を含む断面図であり、図４は、第一コイル及び第二コイルよって形成されるパルス磁場の磁力線の分布を示しており、図４中の断面は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略平行であり、且つ第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線を含む。 図５は、第一コイル、第二コイル、第一領域、第二領域及び成形体を含む断面図であり、図５は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略垂直な方向において第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線から拡がる放射状のパルス磁場を用いた配向工程を示しており、図５中の断面は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略平行であり、且つ第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線を含む。 図６は、図５に対応し、図６は、第一領域、第二領域及び成形体を含む断面図であり、図６は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線から拡がる放射状のパルス磁場を用いた配向工程を示しており、図６中の断面は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略垂直である。 図７は、第一コイル、第二コイル、第一領域、第二領域及び成形体を含む断面図であり、図７は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略垂直な方向において第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に向かって集束する放射状のパルス磁場を用いた配向工程を示しており、図７中の断面は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略平行であり、且つ第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線を含む。 図８は、図７に対応し、図８は、第一領域、第二領域及び成形体を含む断面図であり、図８は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に向かって集束する放射状のパルス磁場を用いた配向工程を示しており、図８中の断面は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略垂直である。 図９は、第一領域、第二領域、及び複数の成形体を含む断面図であり、図９は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線から拡がる放射状のパルス磁場を用いた配向工程を示しており、図９中の断面は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略垂直である。 図１０は、第一コイル、第二コイル、及び型を固定する固定部材の側面図であり、図１０中の側面は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略平行である。 図１１は、図１０に示される固定部材を構成する各部材（第一固定板、成形体用の保持具、及び第二固定板）の上面を示しており、図１０中の各上面は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略垂直である。 図１２は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に沿って積み重ねられた複数の型、及び各型内に保持された各成形体を含む断面図であり、図１２は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に沿って複数の型が積み重ねられた状態において、全ての成形体へ一括してパルス磁場を印加する配向工程を示しており、図１２中の断面は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略平行であり、且つ第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線を含む。 図１３は、第二型、及び第二型内で積み重ねられた複数の成形体を含む断面図であり、図１３は、第二型内で積み重ねられた全ての成形体へ一括してパルス磁場を印加する第二配向工程を示しており、図１３中の断面は、第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線に略平行であり、且つ第一コイル及び第二コイル其々の中心軸線を含む。 図１４は、希土類磁石の円弧方向（湾曲方向）に沿って希土類磁石の表面磁束密度を測定する方法を示す模式図である。 図１５は、実施例１～３其々の希土類磁石の表面磁束密度の分布図であり、図１５中の横軸は、希土類磁石の開き角（希土類磁石の円弧方向）に対応する。 図１６は、実施例１の希土類磁石の表面磁束密度の分布図、及びシミュレーションによって得られた実施例１の希土類磁石の表面磁束密度の分布図であり、図１６中の横軸は、希土類磁石の開き角（希土類磁石の円弧方向）に対応する。 図１７は、実施例１及び比較例１其々の希土類磁石の表面磁束密度の分布図、及びシミュレーションによって得られた実施例１の希土類磁石の表面磁束密度の分布図であり、図１７中の横軸は、希土類磁石の長手方向に対応する。 図１８は、成形体の密度において異なる三種類の希土類磁石其々の表面磁束密度の分布図であり、図１８中の横軸は、希土類磁石の開き角（希土類磁石の円弧方向）に対応する。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態が説明される。図面において、同等の構成要素には同等の符号が付される。本発明は下記実施形態に限定されるものではない。説明の便宜のため、図５～９では型が省略されているが、図５～９に示される成形体其々は実際には一つの型内に保持されている。

（金属粉末の調製工程）
本実施形態に係る希土類磁石（焼結磁石）の製造方法では、まず合金を製造する。合金の製造方法は、例えば、ストリップキャスト法であってよい。合金はフレーク状であってよく、インゴット状であってもよい。合金は、希土類元素を含む。希土類元素は、長周期型周期表の第３族に属するＳｃ、Ｙ及びランタノイドからなる群より選ばれる一種以上の元素を含む。ランタノイドは、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕからなる群より選ばれる少なくとも一種であればよい。原料合金は、希土類元素に加えて、Ｂ，Ｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ及びＢｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含んでよい。合金の化学組成は、最終的に得たい希土類磁石の主相及び粒界相の化学組成に応じて調整すればよい。つまり、目的とする希土類磁石の組成に応じて上記元素を含む各出発原料を秤量及び配合して、合金の原料を調製すればよい。希土類磁石は、例えば、ネオジム磁石、サマリウム‐鉄‐窒素磁石、サマリウムコバルト磁石、又はプラセオジム磁石であってよい。希土類磁石の主相は、例えば、Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ，Ｓｍ_２Ｆｅ_１７Ｎ_３，ＳｍＣｏ_５，Ｓｍ_２Ｃｏ_１７，又はＰｒＣｏ_５であってよい。粒界相は、例えば、主相に比べて希土類元素の含有量が大きい相（Ｒリッチ相）であってよい。粒界相は、Ｂリッチ相、遷移金属リッチ相、酸化物相又は炭化物相を含んでもよい。

上記の合金の粗粉砕により、合金の粗粉末を得る。粗粉砕では、例えば、水素を合金の粒界（Ｒリッチ相）に吸蔵させることより、合金を粉砕してよい。合金の粗粉砕では、ディスクミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル又はスタンプミル等の機械的な粉砕方法を用いてもよい。粗粉砕によって得られた粗粉末の粒径は、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下であってよい。

上記の粗粉末の微粉砕により、合金の微粉末を得る。微粉砕では、ジェットミル、ボールミル、振動ミル、又は湿式アトライター等により、合金粉末を粉砕してよい。微粉砕によって得られた微粉末の粒径は、例えば、０．５μｍ以上５μｍ以下であってよい。以下では、場合により、粗粉末又は微粉末は、合金粉末と表記される。

粗粉末へ有機物を添加してよい。微粉末へ有機物を添加してもよい。つまり、微粉砕の前後いずれかにおいて、有機物を合金粉末と混ぜてよい。有機物は、例えば、潤滑剤として機能する。潤滑剤を合金粉末へ添加することにより、合金粉末の凝集が抑制される。また、潤滑剤を合金粉末へ添加することにより、後工程において型と合金粉末との摩擦が抑制され易い。その結果、配向工程において合金粉末が配向し易く、合金粉末から得られる成形体の表面又は型の表面における傷を抑制し易い。有機物は、例えば、長鎖脂肪酸及び長鎖脂肪酸の誘導体のうち少なくともいずれかであってよい。長鎖脂肪酸の誘導体は、長鎖脂肪酸エステル、長鎖脂肪酸アミド及び長鎖脂肪酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。例えば、有機物は、エチレングリコールジステアレート、ステアリン酸メチル、オクタデシルアミン酢酸塩、オクチルアミン、カプリル酸、ラウリン酸アミド及びオレイン酸アミドからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。潤滑剤は、上記の組成に限定されない。潤滑剤は、粉末状の有機物であってよい。潤滑剤は、液状の有機物であってもよい。粉末状の潤滑剤が溶解した有機溶媒を合金粉末へ添加してもよい。

（成形工程）
成形工程では、上記の手順で得られた金属粉末（合金粉末）を、型内へ供給して、成形体を形成する。成形体の寸法、形状及び構造は限定されない。最終的に得られる希土類磁石の寸法、形状及び構造は、成形体の寸法、形状及び構造と概ね同じであってよい。型の寸法、形状及び構造は、成形体の寸法、形状及び構造に応じで変更されてよく、限定されない。成形工程は、乾式成型であってよい。成形工程は、金属粉末及び有機溶媒から成形体を形成する湿式成型であってもよい。

図１に示されるように、本実施形態において成形体１０はアークセグメント型成形体（Ｃ字型成形体）である。つまり成形体１０は柱体であり、成形体１０の長手方向ＤＬに垂直である成形体１０の断面１０ｃｓ（換言すれば、柱体の高さ方向に垂直である柱体の端面）は、円弧状の長辺ＬＡ及び円弧状の短辺ＳＡを含み、長辺ＬＡ及び短辺ＳＡは互いに略平行である。長辺ＬＡ及び短辺ＳＡに略平行な方向は、円弧方向ＤＡ（湾曲方向）と表記される。長辺ＬＡの長さがＬＬと表され、長辺ＬＡの曲率半径がＬＲと表される場合、長辺ＬＡの開き角θ１（単位：°）は、（３６０／２π）×（ＬＬ／ＬＲ）である。短辺ＳＡの長さがＳＬと表され、短辺ＳＡの曲率半径がＳＲと表される場合、短辺ＳＡの開き角θ２（単位：°）は、（３６０／２π）×（ＳＬ／ＳＲ）である。長辺ＬＡの開き角θ１は、短辺ＳＡの開き角θ２と略等しくてよい。θ１及びθ２が互いに略等しい場合、θ１及びθ２其々は、成形体１０の開き角θと表記される。円弧方向ＤＡにおける成形体１０の幅Ｗと長手方向ＤＬにおける成形体１０の幅ｈ（柱状体の高さ）との大小関係は限定されない。長辺ＬＡと短辺ＳＡとの最短距離は、成形体１０の厚みＴと言い換えられてよい。

図２に示されるように、アークセグメント型の成形体１０を形成するための型２は、下型８と、下型８の上に配置される筒状の側型６と、側型６に嵌合するパンチ（雄型）と、を含む。図２中では、パンチ（雄型）は省略されている。成形体１０の形状及び寸法に対応する空間６ａが、側型６を鉛直方向に貫通している。側型６は、型の側壁と言い換えてよい。下型８は板状であってよい。側型６の下部が、下型８の表面に形成された凸部に嵌合することにより、水平方向における側型６の位置が固定されてよい。成形工程では、側型６を下型８の上に載置して、側型６の下面側の開口部（穴）を下型８で塞ぐ。このような配置により、側型６及び下型８がダイを構成する。側型６及び下型８は、キャビティ（雌型）と言い換えられてよい。合金粉末を、側型６の上面側の開口部（穴）からダイ（空間６ａ）内へ導入する。パンチをダイへ挿入することにより、ダイ内の合金粉末がパンチの先端面で圧縮され、成形体１０が形成される。成形体１０の形成後、側型６の上面側の開口部は板状の上型４で塞がれる。後述される配向工程では、成形体１０は、上型４、側型６及び下型８から構成される型２内に保持される。

成形体の形状は、上述されたアークセグメントに限定されない。例えば、成形体の形状は、扇（ａｎｎｕｌａｒ ｓｅｃｔｏｒ）形の板、多角柱（立方体、直方体、又は矩形の板等）、円柱、その他の柱体、筒（リング）、又は球であってもよい。成形体の断面の形状は、扇形、多角形、弓形（円及び弦で囲まれた形）、円又は環であってもよい。型の形状及び構造は、上記の形状及び構造に限定されず、成形体の形状に応じて変更されてよい。

成形工程において、型２が合金粉末に及ぼす圧力は、０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下（０．５ｋｇｆ／ｃｍ^２以上２００ｋｇｆ／ｃｍ^２以下）に調整されてよい。圧力とは、例えば、パンチの先端面が合金粉末に及ぼす圧力であってよい。従来の高圧磁場プレス法よりも低圧で、合金粉末から成形体１０を形成することにより、型２と成形体１０との摩擦が抑制され易く、型２又は成形体１０の破損（例えば成形体１０の亀裂）が抑制され易い。圧力が高過ぎる場合、型２が撓んでしまい、目的のダイの容量を確保し難く、目的の成形体１０の密度が得られ難い。圧力が高過ぎる場合、金型に比べて耐久性（機械的強度）に劣る樹脂製の型を成形工程に用いることが困難である。圧力が高過ぎる場合、スプリングバックに因り、成形体１０に亀裂が形成され易く、希土類磁石に亀裂が残ってしまう。スプリングバックとは、合金粉末の加圧によって形成された成形体１０が圧力の解除に伴って膨張する現象である。従来の高圧磁場プレス法では、高圧下で合金粉末の成形及び配向を同時に行う必要があった。一方、本実施形態では、成形及び配向を同時に行う必要がないので、成形工程後に配向工程を行うことができる。成形工程と配向工程とを分けることにより、従来よりも小型で安価な装置（例えば、プレス成形装置、及び磁場印加装置）を各工程に用いることができる。成形工程と配向工程とを分けることにより、配向工程において成形体１０中の合金粉末を所望の方向に配向させることが容易である。成形工程及び配向工程を略同時に行ってもよい。

成形工程を経た成形体１０（配向工程前の成形体１０）の密度は、３．０ｇ／ｃｍ^３以上４．４ｇ／ｃｍ^３以下、好ましくは３．２ｇ／ｃｍ^３以上４．２ｇ／ｃｍ^３以下、より好ましくは３．４ｇ／ｃｍ^３以上４．０ｇ／ｃｍ^３以下に調整されていてよい。成形体１０の密度は、例えば、成形工程において型２が成形体１０に及ぼす圧力によって調整されてよい。成形体１０の密度は、例えば、型２内に供給される合金粉末の質量によって調整されてもよい。配向工程前の成形体１０の密度が上記の範囲である場合、最終的に得られる希土類磁石の表面の磁束密度が高まり易い。配向工程前の成形体１０の密度が低いほど、成形体１０を構成する合金粉末が自由に回転し易く、磁場に沿って配向し易い。その結果、希土類磁石の表面磁束密度が高まり易い。配向工程前の成形体１０の密度が低過ぎる場合、成形体１０の機械的強度が不十分であり、後工程における成形体１０と型２との摩擦により、成形体１０の表面に位置する合金粉末の配向度が乱れる。その結果、希土類磁石の表面磁束密度が低下し易い。また配向工程前の成形体１０の密度が低過ぎる場合、成形体１０の機械的強度が不十分であるため、希土類磁石に亀裂が生じ易い。配向工程前の成形体１０の密度が高過ぎる場合、希土類磁石の変形は抑制され易いが、成形体１０を構成する合金粉末が自由に回転し難く、磁場に沿って配向し難い。その結果、希土類磁石の表面磁束密度が低下し易い。

（配向工程）
図３等に示されるように、配向工程では、パルス磁場を発生する第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２が用いられる。配向工程では、型２が第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２の間に配置され、型２内に保持された成形体１０にパルス磁場が印加される。その結果、成形体１０に含まれる合金粉末がパルス磁場に沿って配向される。

第一コイルｃ１の内径は、２×ｒ１と表される。第一コイルｃ１の外径は、２×Ｒ１と表される。第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１は、第一コイルｃ１の内周に一致する円の中心を含み、且つ第一コイルｃ１の内周面に平行な直線と定義されてよい。第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１は、第一コイルｃ１の外周に一致する円の中心を含み、且つ第一コイルｃ１の外周面に平行な直線と定義されてもよい。第一領域Ａ１は、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２の間において、第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１からの距離がｒ１よりも大きくＲ１よりも小さい領域と定義される。

第二コイルｃ２の内径は、２×ｒ２と表される。第二コイルｃ２の外径は、２×Ｒ２と表される。第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２は、第二コイルｃ２の内周に一致する円の中心を含み、且つ第二コイルｃ２の内周面に平行な直線と定義されてよい。第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２は、第二コイルｃ２の外周に一致する円の中心を含み、且つ第二コイルｃ２の外周面に平行な直線と定義されてもよい。第二領域Ａ２は、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２の間において、第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２からの距離がｒ２よりも大きくＲ２よりも小さい領域と定義される。

第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１及び第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２のうち一方又は両方は、「中心軸線ａｘ」と表記される。図３～１３に示されるように、第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１は、第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２と略一致してよい。第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１は、第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２と一致しなくてもよい。例えば、第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１は、第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２と略平行であってよい。第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１は、第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２に対して傾いていてもよい。第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１は、第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２と交差してもよい。

第一コイルｃ１と第二コイルｃ２は、同じコイルであってよい。第一コイルｃ１と第二コイルｃ２は、異なるコイルであってもよい。例えば、第一コイルｃ１の内径（２×ｒ１）は、第二コイルｃ２の内径（２×ｒ２）と等しくてよい。第一コイルｃ１の内径は、第二コイルｃ２の内径と異なってもよい。第一コイルｃ１の外径（２×Ｒ１）は、第二コイルｃ２の外径（２×Ｒ２）と等しくてよい。第一コイルｃ１の外径は、第二コイルｃ２の外径と異なってもよい。第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１に平行な方向における第一コイルｃ１の幅ｔ１は、第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２に平行な方向における第二コイルｃ２の幅ｔ２と等しくてよい。第一コイルｃ１の幅ｔ１は、第二コイルｃ２の幅ｔ２と異なってよい。

配向工程では、第一コイルｃ１において発生するパルス磁場と第二コイルｃ２において発生するパルス磁場が、成形体１０に印加される。第一コイルｃ１において発生するパルス磁場は、「第一パルス磁場」と表記される。第二コイルｃ２において発生するパルス磁場は、「第二パルス磁場」と表記される。配向工程は、成形体中の合金粉末が、第一パルス磁場及び第二パルス磁場から合成されたパルス磁場に沿って配向する工程と言い換えられてよい。以下では、第一パルス磁場及び第二パルス磁場から合成される磁場は、「合成パルス磁場」と表記される。合成パルス磁場を成形体１０に印加する回数は、１回又は複数回であってよい。

配向工程では、第一パルス磁場と第二パルス磁場が同時に発生する。第一パルス磁場の方向は、第二パルス磁場の方向と逆である。例えば、中心軸線ａｘ上において、第一パルス磁場の方向は、第二パルス磁場の方向と逆である。換言すれば、第一コイルｃ１の内側における第一パルス磁場の方向は、第二コイルｃ２の内側における第二パルス磁場の方向と逆である。

例えば、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２其々が磁石とみなされる場合、第一コイルｃ１のＮ極と、第二コイルｃ２のＮ極とが向かい合っていてよい。第一コイルｃ１のＮ極と第二コイルｃ２のＮ極が向かい合っている場合、合成パルス磁場は「Ｎ極対向磁場」（Ｎ Ｐｏｌｅ Ｆａｃｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ）と表記される。第一コイルｃ１のＳ極と、第二コイルｃ２のＳ極とが向かい合っていてもよい。第一コイルｃ１のＳ極と第二コイルｃ２のＳ極が向かい合っている場合、合成パルス磁場は「Ｓ極対向磁場」（Ｓ Ｐｏｌｅ Ｆａｃｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ）と表記される。第一コイルｃ１における電流Ｉ１の方向、及び第二コイルｃ２における電流Ｉ２の方向に基づき、Ｎ極対向磁場又はＳ極対向磁場が自在に合成されてよい。

第一コイルｃ１の寸法が第二コイルｃ２の寸法と略等しく、第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１が第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２と略一致し、中心軸線ａｘ上において第一コイルｃ１のＮ極と第二コイルｃ２のＮ極とが向かい合い、第一パルス磁場の強度が第二パルス磁場の強度と略等しい場合、図４に示される合成パルス磁場（Ｎ極対向磁場）が合成される。図４中の曲線は、合成パルス磁場の磁力線である。任意の位置における合成パルス磁場の磁力線の接線は、任意の位置における合成パルス磁場の方向である。

第一コイルｃ１の寸法が第二コイルｃ２の寸法と略等しく、第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１が第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２と略一致し、中心軸線ａｘ上において第一コイルｃ１のＳ極と、第二コイルｃ２のＳ極とが向かい合い、第一パルス磁場の強度が第二パルス磁場の強度と略等しい場合、Ｓ極対向磁場の磁力線は、図４中のＮ極対向磁場の磁力線と略同様に分布する。ただし、Ｓ極対向磁場の磁力線上の各点における磁場の方向は、Ｎ極対向磁場の磁力線上の各点における磁場の方向と逆である。

配向工程では、成形体１０の一部分又は全体が、第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２のうち少なくともいずれかの領域内に配置される。第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２のうち少なくともいずれかの領域は、「ラジアル磁場領域Ａ」と表記される。図４に示されるように、ラジアル磁場領域Ａにおける磁力線の分布は、先行技術の配向工程において成形体が配置される領域における磁力線の分布と異なる。先行技術の配向工程において成形体が配置される領域とは、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２の間において中心軸線ａｘからの距離がｒ１以下又はｒ２以下である領域である。成形体１０においてラジアル磁場領域Ａ内に配置された部分では、成形体１０を構成する合金粉末の磁化容易軸がラジアルに配向される。その結果、成形体１０の焼結によって得られる希土類磁石の磁化方向はラジアルになる。更に、配向工程において中心軸線ａｘと略平行な方向（例えば、成形体１０の長手方向ＤＬ）に沿った成形体１０の表面磁束密度の分布は略均一になる。その結果、同方向（長手方向ＤＬ）に沿った希土類磁石の表面磁束密度の分布も略均一になる。希土類磁石の磁化方向がラジアルになり易く、且つ長手方向ＤＬに沿った希土類磁石の表面磁束密度の分布が略均一になり易いことから、成形体１０の全体がラジアル磁場領域Ａ内に配置されることが好ましい。同様の理由から、第一領域Ａ１の一部分又は全体が、第二領域Ａ２の一部分又は全体と重なり合うことが好ましく、成形体１０の一部分又は全体が、第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２が互いに重なり合う領域内に配置されることが好ましい。つまり、ラジアル磁場領域Ａは、第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２が互いに重なり合う領域であることが好ましい。例えば、図３～１３に示されるラジアル磁場領域Ａは、第一領域Ａ１の全体が第二領域Ａ２の全体と重なり合っている領域である。

以下では、各図面に基づき、配向工程の詳細が説明される。図５～９、１２及び１３において、成形体（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ又は１０ｄ）と重なる磁力線Ｈの方向は、成形体内において磁力線Ｈと重なる位置にある各金属結晶粒（各合金粒子）の磁化容易軸の配向方向を示す。換言すれば、成形体と重なる磁力線Ｈの方向は、成形体内において磁力線Ｈと重なる位置にある各磁区の磁気モーメントの方向を示す。成形体と重なる磁力線Ｈの方向は、成形体の焼結によって得られる希土類磁石の磁化方向と略等しい。

図５及び図６は、Ｎ極対向磁場の磁力線Ｈを示している。図５は、中心軸線ａｘに略平行であり、且つ中心軸線ａｘを含む断面である。図６は、中心軸線ａｘに略垂直な断面である。図６に示されるように、ラジアル磁場領域Ａ内におけるＮ極対向磁場の磁力線Ｈは中心軸線ａｘから放射状に拡がっている。図５に示される成形体１０ａ及び成形体１０ｂ其々の断面は、中心軸線ａｘ及び各成形体の長手方向ＤＬに略平行であり、各成形体の円弧方向ＤＡに略垂直である。図６に示される成形体１０ａ及び成形体１０ｂ其々の断面は、中心軸線ａｘ及び各成形体の長手方向ＤＬに略垂直であり、各成形体の円弧方向ＤＡに略平行である。

図５及び６に示されるように、成形体１０ａの全体及び成形体１０ａの全体が、ラジアル磁場領域Ａ内に配置されている。

図６に示されるように、成形体１０ａの円弧状の短辺（成形体１０ａの凹面）、及び成形体１０ａの円弧状の長辺（成形体１０ａの凸面）其々は、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２其々の外周面及び内周面と略平行に配置されている。換言すれば、成形体１０ａの円弧状の短辺（凹面）、及び成形体１０ａの円弧状の長辺（凸面）其々の曲率は、コイルｃ１及びコイルｃ２其々の外周面及び内周面其々の曲率と略同じ値に調整されてよい。
成形体１０ａの円弧状の短辺（凹面）は、中心軸線ａｘと向かい合っている。ラジアル磁場領域Ａにおいて成形体１０ａに重なる放射状の磁力線Ｈは、成形体１０ａの短辺（凹面）から成形体１０ａの長辺（凸面）へ向かうので、成形体１０ａ内の各金属結晶粒の磁化容易軸はラジアルに配向され、成形体１０ａの短辺（凹面）がＳ極になり、成形体１０ａの長辺（凸面）がＮ極になる。
中心軸線ａｘに直交する断面内おいて中心軸線ａｘを中心とする同心円上の合成パルス磁場の強度は略等しく、成形体１０ａの円弧状の短辺、及び成形体１０ａの円弧状の長辺其々は、コイルｃ１及びコイルｃ２其々の外周面及び内周面と略平行に配置されているので、成形体１０ａの円弧状の短辺に沿った成形体１０ａの表面磁束密度の分布は略均一になり、成形体１０ａの円弧状の長辺に沿った成形体１０ａの表面磁束密度の分布も略均一になる。つまり、図１に示される円弧方向ＤＡに沿って成形体１０の表面磁束密度は略均一になる。
図４及び図５に示されるように、ラジアル磁場領域Ａ内において、中心軸線ａｘに略平行な方向における磁力線Ｈの間隔は略均一である。また成形体１０ａの長手方向は、中心軸線ａｘに略平行である。したがって、中心軸線ａｘと略平行な方向に沿った成形体１０ａの表面磁束密度の分布は略均一になる。つまり、図１に示される長手方向ＤＬに沿って成形体１０の表面磁束密度が略均一になる。例えば、成形体１０ａの凸面（円弧上の長辺ＬＡを含む表面）において長手方向ＤＬに沿って測定される表面磁束密度の分布は略均一である。成形体１０ａの凹面（円弧上の短辺ＳＡを含む表面）において長手方向ＤＬに沿って測定される表面磁束密度の分布も略均一である。

図６に示されるように、成形体１０ｂの円弧状の長辺（凸面）は、中心軸線ａｘと向かい合っている。ラジアル磁場領域Ａにおいて成形体１０ｂに重なる放射状の磁力線Ｈは、成形体１０ｂの長辺（凸面）から成形体１０ｂの短辺（凹面）へ向かうので、成形体１０ｂ内の各金属結晶粒の磁化容易軸はラジアルに配向され、成形体１０ｂの長辺（凸面）がＳ極になり、成形体１０ｂの短辺（凹面）がＮ極になる。
図４及び図５に示されるように、ラジアル磁場領域Ａ内において、中心軸線ａｘに略平行な方向における磁力線Ｈの間隔は略均一である。また成形体１０ｂの長手方向は、中心軸線ａｘに略平行である。したがって、中心軸線ａｘと略平行な方向に沿った成形体１０ｂの表面磁束密度の分布は略均一になる。

図７及び図８は、Ｓ極対向磁場の磁力線Ｈを示している。図７は、中心軸線ａｘに略平行であり、且つ中心軸線ａｘを含む断面である。図８は、中心軸線ａｘに略垂直な断面である。図８に示されるように、ラジアル磁場領域Ａ内におけるＳ極対向磁場の磁力線Ｈは放射状であり、且つ中心軸線ａｘに向かって集束している。図７に示される成形体１０ｃ及び成形体１０ｄ其々の断面は、中心軸線ａｘ及び各成形体の長手方向ＤＬに略平行であり、各成形体の円弧方向ＤＡに略垂直である。図８に示される成形体１０ｃ及び成形体１０ｄ其々の断面は、中心軸線ａｘ及び各成形体の長手方向ＤＬに略垂直であり、各成形体の円弧方向ＤＡに略平行である。

図７及び８に示されるように、成形体１０ｃの全体及び成形体１０ｄの全体が、ラジアル磁場領域Ａ内に配置されている。

図８に示されるように、成形体１０ｃの円弧状の短辺（成形体１０ｃの凹面）、及び成形体１０ｃの円弧状の長辺（成形体１０ｃの凸面）其々は、コイルｃ１及びコイルｃ２其々の外周面及び内周面と略平行に配置されている。換言すれば、成形体１０ｃの円弧状の短辺（凹面）、及び成形体１０ｃの円弧状の長辺（凸面）其々の曲率は、コイルｃ１及びコイルｃ２其々の外周面及び内周面其々の曲率と略同じ値に調整されてよい。
成形体１０ｃの円弧状の短辺（凹面）は、中心軸線ａｘと向かい合っている。ラジアル磁場領域Ａにおいて成形体１０ｃに重なる放射状の磁力線Ｈは、成形体１０ｃの長辺（凸面）から成形体１０ｃの短辺（凹面）へ向かうので、成形体１０ｃ内の各金属結晶粒の磁化容易軸はラジアルに配向され、成形体１０ｃの長辺（凸面）がＳ極になり、成形体１０ｃの短辺（凹面）がＮ極になる。
成形体１０ａと同様の理由から、成形体１０ｃの円弧状の短辺に沿った成形体１０ｃの表面磁束密度の分布は略均一になり、成形体１０ｃの円弧状の長辺に沿った成形体１０ｃの表面磁束密度の分布も略均一になる。
図４及び図７に示されるように、ラジアル磁場領域Ａ内において、中心軸線ａｘに略平行な方向における磁力線Ｈの間隔は略均一である。または成形体１０ｃの長手方向は、中心軸線ａｘに略平行である。したがって、中心軸線ａｘと略平行な方向に沿った成形体１０ｃの表面磁束密度は略均一になる。

図８に示されるように、成形体１０ｄの円弧状の長辺（凸面）は、中心軸線ａｘと向かい合っている。ラジアル磁場領域Ａにおいて成形体１０ｄに重なる放射状の磁力線Ｈは、成形体１０ｄの短辺（凹面）から成形体１０ｄの長辺（凸面）へ向かうので、成形体１０ｄ内の各金属結晶粒の磁化容易軸はラジアルに配向され、成形体１０ｄの短辺（凹面）がＳ極になり、成形体１０ｄの長辺（凸面）がＮ極になる。
図４及び図７に示されるように、ラジアル磁場領域Ａ内において、中心軸線ａｘに略平行な方向における磁力線Ｈの間隔は略均一である。または成形体１０ｄの長手方向は、中心軸線ａｘに略平行である。したがって、中心軸線ａｘと略平行な方向に沿って成形体１０ｄの表面磁束密度は略均一になる。

上記の配向工程を経た成形体を焼結して得られる希土類磁石は、磁化方向が放射状である断面（ラジアル磁化面）を含み、且つラジアル磁化面に略垂直な方向に沿った希土類磁石の表面磁束密度の分布は略均一である。ラジアル磁化面とは、例えば、図６及び図８に示される成形体１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄ其々の断面である。上記の配向工程によれば、成形体の形状に関わらず、ラジアル磁化面を含み、且つラジアル磁化面に略垂直な方向に沿った表面磁束密度の分布が略均一である希土類磁石を製造することができる。

図６及び図８に示されるように、ラジアル磁場領域Ａ内における合成パルス磁場（磁力線Ｈ）の方向、合成パルス磁場（磁力線Ｈ）の方向に対する成形体１０の向き、及びラジアル磁場領域Ａ内における成形体１０の位置の変更により、成形体１０における所望の位置及び方向において合金粉末をラジアルに配向させることができる。

図４に示されるように、中心軸線ａｘとラジアル磁場領域Ａとの間の領域では、中心軸線ａｘに略平行な方向における磁力線Ｈの間隔が不均一である。換言すれば、中心軸線ａｘからの距離がｒ１以下又はｒ２以下である領域では、中心軸線ａｘに略平行な方向における磁力線Ｈの間隔が不均一である。したがって、中心軸線ａｘとラジアル磁場領域Ａとの間の領域において合成パルス磁場が成形体１０に印加される場合、中心軸線ａｘと略平行な方向に沿って成形体１０の表面磁束密度は不均一になり、ラジアル磁化面に略垂直な方向に沿って希土類磁石の表面磁束密度も不均一になる。

第一パルス磁場の方向と第二パルス磁場の方向とが同じである場合、中心軸線ａｘからの距離がｒ１以下又はｒ２以下である領域では、均質なパルス磁場（方向及び強度が一様であるパルス磁場）が形成され、第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２のいずれにおいても放射状の磁力線Ｈが生じ難い。その結果、成形体１０中の合金粉末をラジアルに配向させることは困難であり、磁化方向がラジアルである希土類磁石を製造することは困難である。

仮に第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２のうち一方のみを用いてパルス磁場が成形体１０へ印加される場合、中心軸線ａｘに略垂直な方向において放射状の磁力線Ｈは生じるが、中心軸線ａｘに略平行な方向における磁力線Ｈの間隔は不均一である。したがって、中心軸線ａｘと略平行な方向に沿って成形体１０の表面磁束密度は不均一になり、ラジアル磁化面に略垂直な方向に沿って希土類磁石の表面磁束密度も不均一になる。

成形体１０の一部又は全体が配置されるラジアル磁場領域Ａの容積は、第一コイルｃ１の内径及び外径、第二コイルｃ２の内径及び外径、並びに第一コイルｃ１と第二コイルｃ２との距離ｄ等の寸法の変更により、自在に増加又は減少する。したがって、成形体の寸法及び形状に応じてラジアル磁場領域Ａの容積を自在に調整することが可能であり、成形体の寸法及び形状に応じて成形体中の合金磁石の配向方向を自在に調整することができる。したがって、寸法、形状及び磁化方向において異なる多品種の希土類磁石を効率的に製造することができる。一方、先行技術のように、一対のコイルのうち少なともいずれかの内周面よりも内側の領域に成形体が配置される場合、成形体の寸法、形状及び向きが制限され、多品種の希土類磁石を効率的に製造することは困難である。

図４～８に示されるような合成パルス磁場における磁力線Ｈの分布は、コンピュータを用いたシミュレーションによって容易に再現される。第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２其々の寸法、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２の相対的配置、第一コイルｃ１における電流Ｉ１、及び第二コイルｃ２における電流Ｉ２等の制御因子の変更により、合成パルス磁場における磁力線Ｈの分布が自在に制御されてよい。第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２の相対的配置とは、例えば、第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１と第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２との距離、第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１と第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２とがなす角度、及び、第一コイルｃ１と第二コイルｃ２との距離ｄ等であってよい。第一コイルｃ１の寸法が第二コイルｃ２の寸法と異なる場合であっても、上記の制御因子に基づき、図５～８に示されるような磁力線Ｈの分布をラジアル磁場領域Ａ内で合成することは可能である。第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１が第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２と一致しない場合であっても、上記の制御因子に基づき、図５～８に示されるような磁力線Ｈの分布をラジアル磁場領域Ａ内で合成することは可能である。

配向工程では、複数の型が用いられてよく、其々の型内に成形体が保持されてよい。第一コイル及び第二コイルのうち少なくともいずれかの周方向に沿って複数の型が並べられた状態において、型内の全ての成形体へ一括してパルス磁場が印加されてよい。例えば図９に示されるように、複数の成形体１０ａ其々の短辺及び長辺が、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２其々の外周面及び内周面と略平行になるように、複数の型２が配置されてよい。合成パルス磁場は、中心軸線ａｘを回転軸とする回転対称性を有することができるので、各コイルの周方向に沿って並べられた複数の成形体１０ａ中の合金粉末を同様に且つ同時に配向させることができる。その結果、希土類磁石の生産性が向上する。

図１２に示されるように、ラジアル磁場領域Ａ内において複数の型２が中心軸線ａｘに沿って積み重ねられた状態において、型２内の全ての成形体１０ａへ一括してパルス磁場が印加されてもよい。その結果、希土類磁石の生産性が向上する。図１２に示される成形体１０ａの断面は、中心軸線ａｘ及び成形体１０ａの長手方向ＤＬに略平行であり、成形体１０ａの円弧方向ＤＡに略垂直である。

成形工程では、型２が第一型として用いられてよい。配向工程は、第一型（型２）内に保持された成形体１０ａに合成パルス磁場を印加して、成形体１０ａに含まれる合金粉末を配向させる第一配向工程と、第一配向工程を経た成形体１０ａに再び合成パルス磁場を印加して、成形体１０ａに含まれる合金粉末を配向させる第二配向工程と、を含んでよい。図１３に示されるように、第二配向工程では、第一配向工程を経た複数の成形体１０ａが第一型から取り出され、一つの第二型２ａ内に保持されてよい。図１３に示される成形体１０ａの断面は、中心軸線ａｘ及び成形体１０ａの長手方向ＤＬに略平行であり、成形体１０ａの円弧方向ＤＡに略垂直である。第二型２ａ内の複数の成形体１０ａは中心軸線ａｘに沿って積み重ねられてよく、第二型２ａ内で積み重ねられた全ての成形体１０ａへ一括して合成パルス磁場が印加されてよい。焼結工程では、積み重ねられた複数の成形体１０ａが焼結されてよい。仮に第二配向工程が実施されず、第一配向工程を経た複数の成形体１０ａが積み重ねられた状態で焼結される場合、複数の成形体１０ａが互いに焼結し難く、希土類磁石が高い機械的強度を有することが困難である。一方、第二配向工程が実施される場合、積み重ねられた複数の成形体１０ａが互いに焼結し易く、高い機械的強度を有する長尺の希土類磁石を製造することができる。第二配向工程の合成パルス磁場における磁力線Ｈの分布は、第一配向工程の合成パルス磁場における磁力線Ｈの分布と略同じであってよい。第二配向工程では、複数の第二型２ａが用いられてよく、其々の第二型２ａ内に複数の成形体１０ａが保持されてよい。第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２のうち少なくともいずれかの周方向に沿って複数の第二型２ａが並べられた状態において、第二型２ａ内の全ての成形体１０ａへ一括してパルス磁場が印加されてよい。その結果、希土類磁石の生産性が向上する。

第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２の一方又は両方は、空芯コイルであってよい。空芯コイルの耐電力は大きく、空芯コイルのインダクタンスは小さく、高周波電流において生じるコア損失（鉄損）は空芯コイルでは生じ難い。したがって、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２の一方又は両方が空芯コイルである場合、合成パルス磁場の電源として高周波電源を用い易い。合成パルス磁場の高い強度を、空芯コイルを用いずに達成するためには、大型の磁場配向装置が必要であり、希土類磁石の製造コストが過大になる。ただし、磁心（鉄芯）及び着磁ヨークのうち少なくともいずれかの強磁性体が、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２のうち少なくともいずれかの内部又は端部に配置されてもよい。強磁性体が、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２の間に配置されていてもよい。ただし、成形体以外の強磁性体が第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２の近傍に存在する場合、合成パルス磁場の磁力線Ｈの分布が乱れたり、合成パルス磁場の強度が低下したりする可能性がある。

第一パルス磁場の強度は、第一コイルｃ１の内径（２×ｒ１）及び第一コイルｃ１における電流Ｉ１のうち少なくともいずれかの制御因子に基づき制御されてよい。ｒ１の減少に伴い、第一パルス磁場の強度が増加し、電流Ｉ１の増加に伴い、第一パルス磁場の強度が増加する。
第二パルス磁場の強度は、第二コイルｃ２の内径（２×ｒ２）及び第二コイルｃ２における電流Ｉ２のうち少なくともいずれかの制御因子に基づき制御されてよい。ｒ２の減少に伴い、第二パルス磁場の強度が増加し、電流Ｉ２の増加に伴い、第二パルス磁場の強度が増加する。
第一パルス磁場の強度は、第二パルス磁場の強度と同じであってよい。第一パルス磁場の強度が第二パルス磁場の強度と同じである場合、合成パルス磁場の磁力線は、図４に示されるような対称性を有し易い。第一パルス磁場の強度は、第二パルス磁場の強度と異なっていてもよい。

合成パルス磁場は、交番磁場（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ）であってよい。つまり合成パルス磁場は、時間の経過に伴って強度及び方向の変化を繰り返す磁場であってよく、上述のＮ極対向磁場とＳ極対向磁場とが交互に発生してよい。合成パルス磁場は、減衰する交番磁場であってよい。換言すると、合成パルス磁場は、時間の経過に伴って反転を繰り返しながら減衰してよい。成形体１０に最初に印加される合成パルス磁場のパルス波（第一パルス波ＰＷ１）の最大強度（振幅）は、第一パルス波ＰＷ１に続いて成形体１０に印加される合成パルス磁場のパルス波（第二パルス波ＰＷ２）の最大強度よりも大きくてよい。第二パルス波ＰＷ２の方向は、第一パルス波ＰＷ１の方向と逆であってよい。第一パルス波ＰＷ１の印加により、成形体１０を構成する合金粉末を配向させ、第二パルス波ＰＷ２の印加により、成形体１０が脱磁（ｄｅｇａｕｓｓ）されてよい。交番磁場の発生方法は、交流方式又は直流反転方式であってよい。

ラジアル磁場領域Ａにおける合成パルス磁場の強度は、例えば、７９６ｋＡ／ｍ以上７９５８ｋＡ／ｍ以下（１０ｋＯｅ以上１００ｋＯｅ以下）、又は２３８７ｋＡ／ｍ以上４７７５ｋＡ／ｍ以下（３０ｋＯｅ以上６０ｋＯｅ以下）であってよい。合成パルス磁場の強度が７９６ｋＡ／ｍ以上である場合、合金粉末の配向度が十分に向上し易い。合金粉末の配向度が高いほど、得られる希土類磁石の表面の磁束密度が高まり易い。合成パルス磁場の強度が７９５８ｋＡ／ｍを超える場合、合成パルス磁場の強度が増加しても合金粉末の配向度が向上し難くなる。また、合成パルス磁場の強度が７９５８ｋＡ／ｍを超える場合、大型の磁場発生装置が必要になり、配向工程に係る費用が増加する。ラジアル磁場領域Ａにおける合成パルス磁場の強度は、必ずしも上記の範囲に限定されない。

合成パルス磁場の持続時間は、例えば、１０μ秒以上０．５秒以下であってよい。合成パルス磁場の持続時間とは、成形体１０への合成パルス磁場の印加を開始した時点から印加を終了するまでの時間である。合成パルス磁場の持続時間が１０μ秒以上である場合、合金粉末の配向度が十分に高まり易い。合成パルス磁場の持続時間が長い程、合成パルス磁場を発生させる第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２における発熱量が大きくなり、電力が浪費される傾向がある。合成パルス磁場として最初に成形体１０へ印加される第一パルス波ＰＷ１の半周期は、例えば、０．０１ミリ秒以上１００ミリ秒以下、好ましくは１ミリ秒以上３０ミリ秒以下であってよい。第一パルス波ＰＷ１の半周期が上記の範囲内である場合、個々の合金粉末の回転が合成パルス磁場の印加に追随し易く、合金粉末が配向し易い。その結果、最終的に得られる希土類磁石の磁気特性（例えば表面の磁束密度）が向上し易い。流動性の高い合金粉末及び流動性の低い合金粉末のいずれを用いた場合であっても、第一パルス波ＰＷ１の半周期が短いほど、合金粉末の配向度が向上して、希土類磁石の表面の磁束密度が高まる傾向がある。

合成パルス磁場は、従来の高圧磁場プレス法で多用された静磁場に比べて、高い磁場強度を有しており、短時間で成形体１０へ印加される。したがって、合成パルス磁場を用いた配向工程により、静磁場を用いる場合に比べて、短時間で配向度の高い成形体１０が得られ、結果的に表面の磁束密度が高い希土類磁石が製造される。ただし、仮に電気伝導体（例えば金属）から構成される型内に保持された成形体１０に合成パルス磁場が印加されると、静磁場が印加される場合に比べて、型に作用する磁場の強度が短時間で急激に変化するため、電磁誘導によって渦電流が型に流れ易く、逆磁場が生じ易い。

合成パルス磁場の印加に伴う衝撃によって、型２が動くことがある。型２が動くことにより、成形体１０中の合金粉末の配向方向が乱れる。また型２が動くことにより、型２に隙間が生じて、合金粉末が隙間から漏れる。したがって、型２の動きを抑制するために、ラジアル磁場領域Ａ内に配置される型２が固定部材で固定されてよい。つまり配向工程では、第一コイルｃ１、第二コイルｃ２、及び型２が、固定部材によって固定されてよい。

例えば、図１０及び１１に示されるように、固定部材３０は、第一固定板３２、保持具３４、第二固定板３６及び４つの連結部材３８を含む。第一固定板３２、保持具３４、第二固定板３６其々は、正方形又は長方形であってよい。４つの連結部材３８其々は、第一固定板３２、保持具３４、及び第二固定板３６其々の四隅に形成された連結穴を貫通する。図１１に示されるように、保持具３４は、凹部が形成された第一部材３４ａと、板状の第二部材３４ｂと、第三部材３４ｃ（ボルト又はねじ等）と、を含む。成形体１０を内包する型２は、第一部材３４ａの凹部に嵌合する。型２を第一部材３４ａと第二部材３４ｂで挟み、第三部材３４ｃにより第二部材３４ｂを第一部材３４ａに固定することより、型２が保持具３４に固定される。第一固定板３２、第一コイルｃ１、保持具３４、第二コイルｃ２、及び第二固定板３６は、この順に重ねられる。第一固定板３２、保持具３４及び第二固定板３６を連結部材３８によって互いに固定することにより、第一コイルｃ１、第二コイルｃ２、及び型２其々が固定される。固定部材３０の形状及び構造は、限定されない。

合成パルス磁場の磁力線Ｈの分布が乱れ難く、成形体１０中の合金粉末をラジアルに配向させ易いことから、固定部材３０の一部分又は全体は非磁性体であってよい。非磁性体は、常磁性体及び強磁性体のいずれでもない物質と言い換えられてよい。例えば、非磁性体は、樹脂、ステンレス鋼、アルミニウム、モリブデン、タングステン、炭素質材料、及びセラミックスからなる群より選ばれる少なくとも一種の物質であってよい。例えば、固定部材３０の一部分又は全体を構成する非磁性体は、樹脂であってよい。ただし、固定部材３０の一部分又は全体は、磁性体（Ｆｅ，Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属等）であってもよい。例えば、保持具３４の全体が樹脂からなっていてよく、第一固定板３２及び第二固定板３６其々が鉄からなっていてもよい。

型２の一部又は全部は、上述された非磁性体であってよい。型２の一部又は全部が非磁性体から形成されている場合、合成パルス磁場の磁力線Ｈの分布が乱れ難く、成形体１０中の合金粉末をラジアルに配向させ易い。型２の一部又は全部が非磁性体から形成されている場合、配向工程において型２自体の磁性に起因する型２の振動が抑制され易く、型２内に保持された成形体１０の破損が抑制され易い。例えば、型２の一部又は全部を構成する非磁性体は、樹脂であってよい。下型８、側型６、及び上型４の全てが非磁性体であってよい。下型８、側型６、及び上型４のうち、側型６のみが非磁性体であってよい。下型８、側型６、及び上型４のうち、下型８のみが非磁性体であってよい。下型８、側型６、及び上型４のうち、上型４のみが非磁性体であってよい。下型８、側型６、及び上型４のうち、側型６及び上型４が非磁性体であってよく、下型８は非磁性体以外の物質であってよい。下型８、側型６、及び上型４のうち、下型８及び側型６が非磁性であってよく、上型４は非磁性体以外の物質であってよい。下型８、側型６、及び上型４のうち、下型８及び上型４が非磁性体であってよく、側型６は非磁性体以外の物質であってよい。型２の一部又は全部は、上述された磁性体であってもよい。

型２の一部又は全部は、樹脂であってよい。型２の一部又は全部が、樹脂から形成されている場合、型２内に配置された成形体１０に合成パルス磁場を印加する際に、型２において渦電流が流れ難く、逆磁場も発生し難い。逆磁場を抑制することにより、合金粉末の配向方向が逆磁場によって乱されることが抑制される。その結果、磁化方向が放射状である断面（ラジアル磁化面）を含み、且つラジアル磁化面に略垂直な方向に沿った表面磁束密度の分布が略均一である希土類磁石を容易に製造することができる。また逆磁場を抑制することにより、成形体１０を構成する合金粉末が逆磁場によって型２の表面に引き寄せられる現象が抑制される。その結果、成形体１０の密度が均一になり易く、焼結工程において焼結体（希土類磁石）に亀裂が発生し難くなる。さらに型２の一部又は全部が樹脂から形成されているため、配向工程において、渦電流損に起因する型２の温度上昇が抑制され、型２自体に瞬間的に衝撃（磁力）が作用し難い。その結果、型２が消耗し難くなる。上記の通り、本発明の効果を得易いことから、樹脂から形成された型２が金型よりも好ましいが、金型を用いる場合であっても本発明の効果を得ることは可能である。

仮に金型内に保持された成形体１０に合成パルス磁場を印加する場合、金型を構成する金属（例えば鉄）の飽和磁束密度が限られているため、金型内の成形体１０に実効的に作用する磁場の強度は、金型外の合成パルス磁場の強度よりも低い。しかし、型２が樹脂から形成されている場合、強い合成パルス磁場が型２によって遮蔽されることなく型２内の成形体１０へ印加され易い。

固定部材３０及び型２のうち少なくとも一方に含まれる樹脂は絶縁性樹脂であってよい。絶縁性樹脂から構成される固定部材３０及び型２を用いることにより、配向工程において、渦電流及び逆磁場が抑制され易く、固定部材３０及び型２に瞬間的に衝撃が作用し難い。同様の理由から、固定部材３０及び型２のうち少なくとも一方に含まれる樹脂の抵抗率は、例えば、１Ω・ｍ以上１×１０^２０Ω・ｍ以下、好ましくは１×１０^９Ω・ｍ以上１×１０^１６Ω・ｍ以下であってよい。

固定部材３０及び型２のうち少なくとも一方に含まれる樹脂は、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン（高密度ポリエチレンなど）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、エチルセルロース、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、アタクチック・ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸共重合体、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド（ポリアミド６、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリアミド６．６６）、ポリイミド、ポリアリレート、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、液晶ポリマー、パラフィンワックス及びシリコン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂であってよい。金属及び黒鉛よりも抵抗率が高い導電性プラスチックから構成される型２を用いてもよい。その結果、型２の帯電が抑制され、型２の帯電に起因する合金粉末の型２への付着が抑制される。

型２において渦電流が流れる部分と成形体１０との接触面積が広い程、渦電流に起因する焼結体の亀裂、及び磁気特性の劣化が起き易い。本実施形態では、下型８、側型６、及び上型４のうち、側型６と成形体１０との接触面積が、下型８及び上型４其々と成形体１０との接触面積よりも広い。したがって、下型８、側型６、及び上型４のうち、少なくとも側型６が樹脂から形成されていてよい。成形体１０と接触する面積が広い側型６を樹脂から形成することにより、側型６における渦電流及び逆磁場の発生が効果的に抑制され、合金粉末の配向方向が逆磁場によって乱され難い。

型２のうち、樹脂から形成される部分の位置は限定されない。型２の寸法及び形状、又は合成パルス磁場の方向に応じて、型２のうち渦電流を抑制する必要がある部分を樹脂から形成すればよい。例えば、型２のうち、合金粉末を配向させる合成パルス磁場の方向に対して周回する回路を形成する部分において、渦電流及び逆磁場が生じ易い。したがって、型２のうち、合金粉末を配向させる合成パルス磁場の方向に対して、周回する回路を形成する部分である側型６が樹脂から形成される場合、渦電流及び逆磁場が抑制され易い。

型２の一部が樹脂から形成されている場合、型２のうち樹脂以外の部分は、例えば、鉄、ケイ素鋼、ステンレス、パーマロイ、アルミニウム、モリブデン、タングステン、炭素質材料、セラミックス、及びシリコン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種から形成されていてよい。型２のうち樹脂以外の部分は、合金（例えば、アルミニウム合金）から形成されていてもよい。

仮に、下型８、側型６、及びパンチの全てが金属から形成されている場合、成形工程において側型６とパンチとの摩擦により、金属屑が側型６又はパンチの表面から脱離して、成形体１０に混入する場合がある。成形体１０に混入した金属屑（例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金）は、最終的に得られる希土類磁石の磁気特性を損なう場合がある。対照的に、型２の一部又は全部が樹脂から形成されている場合、型２が金属のみから構成されている場合に比べて、型２の摩耗屑（樹脂）が希土類磁石の磁気特性に及ぼす影響が抑制される。例えば、成形工程において摩擦し合う側型６及びパンチのうち、一方（例えば、側型６）が樹脂であり、他方（例えば、パンチ）が金属である場合、側型６とパンチとの摩擦により、金属屑の代わりに、金属よりも硬度が低い樹脂屑が生じ易い。樹脂屑は、金属屑に比べて、希土類磁石の磁気特性を損ない難い。例えば、側型６のみが樹脂から形成され、下型８、パンチ及び上型４が、金属（例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金）から形成されていてよい。

焼結過程におけるネオジム磁石の収縮率には異方性があるため、収縮後のネオジム磁石（焼結体）の形状（特に複雑な形状）を精密に予測することは困難である。したがって、ネットシェイプのためには、型２の寸法及び形状を調整するための試行錯誤が必要であり、型２の材料としては、切削し易い樹脂が適している。つまり、多様な用途に応じた多品種の希土類磁石を効率的に製造するためには、樹脂から形成された型２が適している。従来の金型は、加工し難く、高価であるため、多様な用途に応じた多品種の希土類磁石の製造に適していない。

同一の型２を用いた成形工程及び配向工程を繰り返す場合、成形及び配向の度に型２内を清掃してよい。例えば、型２内に残った余分な合金粉末を磁場で吸引することによって、型２内を清掃してよい。成形及び配向の度に型２内を清掃することにより、型２内で成形される合金粉末の秤量の精度が向上し、得られる成形体１０の密度及び寸法のばらつきが抑制される。その結果、最終的に得られる希土類磁石の密度、寸法及び磁気特性のばらつきが抑制される。仮に、型２が強磁性を有する金属（例えば鉄）から形成されている場合、型２内を清掃する際に、型２自体が磁場によって吸引されるので、型２を清掃し難い。しかし、型２が、強磁性を有しない樹脂から形成されている場合、型２自体が磁場によって吸引されないので、型２内を清掃し易い。仮に、型２が強磁性を有する金属（例えば鉄）から形成されている場合、配向工程において型２自体が着磁して、合金粉末が型２に付着してしまうため、合金粉末の配向方向が乱れたり、成形体１０の機械的強度が損なわれたりする。しかし、樹脂から構成される型２を用いることにより、型２自体の着磁が抑制される。

合金粉末を型２内へ供給しながら、型２内で成形される合金粉末の質量を、型２の質量と合わせて、測定してもよい。型２内で成形される合金粉末の質量と、型２の質量と、を同時に測定する場合、型２の質量が重い程、秤の精度が低下して、合金粉末自体の質量の測定の精度も低下する。しかし、従来の金属よりも軽い樹脂から構成される型２を用いることにより、合金粉末の質量を型２自体の質量と共に高い精度で測定することができる。

型２内の合金粉末を加圧しながら、合金粉末を合成パルス磁場で配向させてもよい。つまり、配向工程においても、型２内の成形体１０を圧縮してよい。型２が成形体１０に及ぼす圧力は、上記の理由により、０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下に調整してよい。

成形工程及び配向工程を経た成形体１０の密度は、３．０ｇ／ｃｍ^３以上４．４ｇ／ｃｍ^３以下、好ましくは３．２ｇ／ｃｍ^３以上４．２ｇ／ｃｍ^３以下、より好ましくは３．４ｇ／ｃｍ^３以上４．０ｇ／ｃｍ^３以下に調整されていてよい。成形体１０の密度は、例えば、型２が成形体１０に及ぼす圧力によって調整されてよい。成形体１０の密度は、例えば、型２内に供給される合金粉末の質量によって調整されてもよい。

焼結工程又は下記の加熱工程の前に、型２の一部又は全体が、成形体１０から分離されてよい。

（加熱工程）
分離工程に続く加熱工程において、成形体が焼結温度よりも低い温度で加熱されてよい。例えば加熱工程では、成形体１０を加熱して、成形体１０の温度を２００℃以上４５０℃以下に調整してよい。例えば加熱工程では、赤外線を成形体１０へ照射することにより、成形体１０が加熱されてよい。成形工程では、合金粉末にかかる圧力が、従来の高圧磁場プレス法よりも低いため、合金粉末が押し固まり難く、得られる成形体１０が崩れ易い。しかし、加熱工程によって、成形体１０の機械的強度が増加し、製造過程における成形体１０の破損が抑制される。ただし加熱工程は必須ではない。

成形体１０の温度を２００℃以上４５０℃以下に調整することにより、成形体１０の保形性が向上するメカニズムは明らかではない。例えば、合金粉末に添加されている有機物（例えば、潤滑剤）が、２００℃以上での加熱により分解して炭素になり、合金粉末（合金粒子）同士が炭素を介して結着される可能性がある。その結果、成形体１０の保形性が向上する可能性がある。仮に加熱工程において成形体１０の温度が４５０℃を超えた場合、合金粉末を構成する金属の炭化物が生成したり、合金粉末（合金粒子）同士が直接焼結したりする可能性がある。一方、成形体１０の温度が２００℃以上４５０℃以下に調整される場合、金属の炭化物は必ずしも生成せず、合金粒子同士は必ずしも直接焼結しない。

（焼結工程）
焼結工程では、配向工程を経た成形体１０を加熱して焼結させる。配向工程後、上記の加熱工程を経ることなく、焼結工程が実施されてよい。配向工程後、上記の加熱工程を経て、焼結工程が実施されてもよい。

以下の理由により、焼結工程では、型２の一部又は全部から分離された成形体１０が加熱されてよい。好ましくは、焼結工程では、型２から完全に分離された成形体１０が加熱されてよい。ただし、焼結工程では、型２と共に成形体１０が加熱されてもよい。

仮に、焼結工程において、成形体１０を樹脂製の型２から分離せず、成形体１０及び型２を共に加熱した場合、型２を構成する樹脂が分解して、樹脂に由来する炭素成分が成形体１０に混入してしまう。焼結工程の過程で樹脂から構成される型が焼失したとしても、焼失に伴って生成した炭素成分が成形体１０中に混入することを十分に抑制することは困難である。その結果、焼結体（希土類磁石）中に炭素成分が残存し、炭素成分が希土類磁石の磁気特性（例えば、保磁力）を損なう。一方、型２から分離された成形体１０を加熱する場合、樹脂に由来する炭素成分が成形体１０に混入し難く、希土類磁石の磁気特性（例えば、保磁力）が炭素成分によって損なわれ難い。

仮に、焼結工程において、成形体１０と型２の一部又は全部とを一括して加熱した場合、成形体１０と型２との間の熱膨張率の差に起因して、成形体１０に応力が作用し易く、成形体１０が変形したり、破損したりすることがある。さらに、焼結工程において、成形体１０と型２の全部とを一括して加熱した場合、加熱対象全体の体積及び熱容量が大きい。その結果、一括して加熱される成形体１０の数量が制限され、焼結工程に要する時間が長くなり、エネルギーが浪費され、希土類磁石の生産性が低下する。一方、型２から分離された成形体１０を加熱する場合、成形体１０と型２の全部とを一括して加熱した場合に比べて、加熱対象全体の体積及び熱容量が小さい。その結果、多数の成形体１０を一括して昇温させ易く、焼結工程に要する時間及びエネルギーが抑制され易く、希土類磁石の生産性が向上する。

焼結温度は、例えば９００℃以上１２００℃以下であればよい。焼結時間は、例えば０．１時間以上１００時間以下であればよい。焼結工程が繰り返されてもよい。焼結工程では、不活性ガス又は真空中で成形体１０が加熱されてよい。不活性ガスは、アルゴン等の希ガスであってよい。

焼結体の時効処理が実施されてよい。時効処理は不活性ガス又は真空中で実施されてよい。時効処理は、温度の異なる多段階の熱処理から構成されてもよい。

焼結体は切削又は研磨されてよい。焼結体の表面に保護層が形成されてもよい。保護層は、例えば、樹脂層、又は無機物層（例えば、金属層若しくは酸化物層）であってよい。保護層の形成方法は、例えば、めっき法、塗布法、蒸着重合法、気相法、又は化成処理法であってよい。

（着磁工程）
着磁工程では、ラジアル磁場領域内で焼結体が着磁される。着磁工程では、配向工程に用いた第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２により発生させた合成パルス磁場が焼結体に印加されてよい。着磁工程において焼結体に印加される合成パルス磁場（その磁力線の分布）は、配向工程において成形体１０に印加される合成パルス磁場と略同じであってよい。着磁工程のラジアル磁場領域における焼結体の位置及び向きは、配向工程のラジアル磁場領域における成形体１０の位置及び向きと略同じであってよい。合成パルス磁場（パルス波）が焼結体に印加される回数は１回又は複数回であってよい。着磁工程でも、焼結体の位置が冶具等で固定されてよい。着磁工程において焼結体に印加される合成パルス磁場は、直流磁界による合成パルス磁場であってもよい。以上のような着磁工程により着磁された焼結体（希土類磁石）の磁化方向の分布が、配向工程を経た成形体１０中の合金粉末の配向方向と略同様である限り、着磁工程において焼結体に印加される合成パルス磁場は、配向工程において成形体１０に印加される合成パルス磁場と異なってもよい。

以上の方法により、希土類磁石（焼結磁石）が製造される。希土類磁石の形状は、成形体の形状と略同じであってよい。

本発明は必ずしも上述された実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、本発明の種々の変更が可能であり、これ等の変更例も本発明に含まれる。

以下の実施例及び比較例により、本発明が詳細に説明される。本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。

（実施例１）
ストリップキャスト法により、２９質量％のＮｄ、１質量％のＤｙ、１質量％のＢ、及び残部（ｂａｌａｎｃｅ）のＦｅを含むフレーク状の合金を作製した。合金を水素吸蔵法により粗粉砕して、粗粉末を得た。粗粉末にオレイン酸アミド（潤滑剤）を添加した。続いて粗粉末を不活性ガス中でジェットミルにより粉砕して、微粉末（希土類元素を含む合金粉末）を得た。微粉末中のオレイン酸アミドの含有量は、０．１質量％であった。微粉末の粒子径（Ｄ５０）は、４μｍに調整した。

成形工程では、型内へ充填された微粉末を型で圧縮することにより、成形体が形成された。型としては、図２に示される形状及び構造を有する型２が用いられた。成形工程に用いられたパンチ、上型４、側型６及び下型８は、絶縁性のプラスチック（非磁性体）からなっていた。

成形体としては、図１に示されるアークセグメント型の成形体１０（Ｃ字型成形体）が形成された。成形体１０の厚みＴは、５ｍｍであった。長手方向ＤＬにおける成形体１０の幅ｈは、２０ｍｍであった。円弧方向ＤＡにおける成形体１０の幅Ｗは、５０ｍｍであった。長手方向ＤＬに垂直な方向における成形体１０の断面１０ｃｓの面積は、約２．５ｃｍ^２であった。成形体１０の開き角θは、６０°であった。成形工程において、成形体１０の密度は３．６ｇ／ｃｍ^３（３．６ｇ／ｃｃ）に調整された。

配向工程では、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２が用いられた。第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２のいずれも空芯コイルであった。第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２其々の寸法及び形状は互いに同じであった。第一コイルｃ１の内径（２×ｒ１）及び第二コイルｃ２の内径（２×ｒ２）のいずれも、５６ｍｍであった。つまり、ｒ１及びｒ２のいずれも、２８ｍｍであった。第一コイルｃ１の外径（２×Ｒ１）及び第二コイルｃ２の外径（２×Ｒ２）のいずれも、１３２ｍｍであった。つまり、Ｒ１及びＲ２のいずれも、６６ｍｍであった。第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１に平行な方向における第一コイルｃ１の幅ｔ１は、２０ｍｍであった。第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２に平行な方向における第二コイルｃ２の幅ｔ２も、２０ｍｍであった。

図１０及び１１に示されるように、第一コイルｃ１、第二コイルｃ２、及び型２（成形体１０を保持する型２）が、固定部材３０によって固定された。固定部材３０によって固定された。固定部材３０を構成する第一固定板３２及び第二固定板３６のいずれも鉄からなっていた。固定部材３０を構成する保持具３４（型２が固定された保持具３４）の全体が、絶縁性のエンジニアリングプラスチック（非磁性体）からなっていた。図１１に示される第一固定板３２、保持具３４及び第二固定板３６其々の寸法は、縦１８０ｍｍ×横１８０ｍｍであった。

固定部材３０によって固定された第一コイルｃ１、第二コイルｃ２、及び成形体１０其々の位置及び向きは、図５及び６に示される第一コイルｃ１、第二コイルｃ２、及び成形体１０ａ其々の位置及び向きと略一致していた。つまり、第一コイルｃ１の中心軸線ａｘ１は、第二コイルｃ２の中心軸線ａｘ２と略一致していた。第一領域Ａ１の全体は、第二領域Ａ２全体と重なり合っていた。つまり、ラジアル磁場領域Ａは、第一領域Ａ１の全体が第二領域Ａ２の全体と重なり合っている領域であった。成形体１０の全体がラジアル磁場領域Ａ内に配置された。成形体１０の円弧方向ＤＡは、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２其々の内周面及び外周面に略平行であった。成形体１０の長手方向ＤＬは、中心軸線ａｘに略平行であった。中心軸線ａｘに略平行な方向における第一コイルｃ１と第二コイルｃ２との距離ｄは、３１ｍｍであった。つまり、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２の間隔は、３１ｍｍであった。中心軸線ａｘに略平行な方向における第一コイルｃ１と成形体１０の間隔は、同方向における第二コイルｃ２と成形体１０の間隔と等しかった。成形体１０は、中心軸線ａｘに略垂直な方向において、ラジアル磁場領域Ａの中央に配置された。中心軸線ａｘと成形体１０の中心との距離は、４６ｍｍであった。成形体１０の中心とは、成形体１０の厚みＴを等分する円弧と言い換えられる。成形体１０の厚みＴを等分する円弧の曲率半径は、７５．８ｍｍであった。

第一コイルｃ１、第二コイルｃ２、型２及び成形体１０が上記のように配置された状態において、配向工程が実施された。配向工程では、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２によって発生するＮ極対向磁場（パルス磁場）が、型２内の成形体１０へ印加された。各コイル印加された電圧は、２５００Ｖであった。ラジアル磁場領域Ａ内のパルス磁場の強度は、３．２３Ｔ以上３．８４Ｔ以下である範囲内に制御された。

配向工程に続く焼結工程では、型２から取り出された成形体１０が、真空雰囲気中において焼結された。成形体１０の長手方向ＤＬが鉛直方向になるように成形体１０を平面上に立てた状態で、成形体１０が焼結された。焼結温度（最高温度）は１０８０℃に調整された。焼結時間は４時間に調整された。焼結工程に続いて、時効処理が実施された。時効処理では、焼結体が９００℃（最高温度）で１時間加熱された。続いて、焼結体が５００℃（最高温度）で１時間加熱された。

焼結工程によって得られた焼結体の全表面の研削後、着磁工程が実施された。着磁工程では、配向工程における成形体１０と同様に、Ｎ極対向磁場（パルス磁場）が焼結体へ印加された。

以上の工程により、実施例１の希土類磁石が作製された。希土類磁石の形状は、焼結工程前の成形体１０の形状と略同じであった。

（実施例２及び３）
実施例２の配向工程では、成形体１０の全体がラジアル磁場領域Ａ内に配置された。ただし、実施例２の配向工程における成形体１０の中心と中心軸線ａｘとの距離は、実施例１の配向工程における成形体１０の中心と中心軸線ａｘとの距離よりも短かった。実施例２の配向工程における成形体１０は、中心軸線ａｘに向かって１０ｍｍ平行に移動した実施例１の成形体１０に相当する。

実施例３の配向工程では、成形体１０の全体がラジアル磁場領域Ａ内に配置された。ただし、実施例３の配向工程における成形体１０の中心と中心軸線ａｘとの距離は、実施例１の配向工程における成形体１０の中心と中心軸線ａｘとの距離よりも長った。実施例３の配向工程における成形体１０は、第一コイルｃ１及び第二コイルｃ２其々の外周面に向かって５ｍｍ平行に移動した実施例１の成形体１０に相当する。

ラジアル磁場領域Ａ内における成形体１０の位置を除いて実施例１と同様の方法で、実施例２及び３其々の希土類磁石が作製された。

（比較例１）
比較例１の配向工程における成形体１０の全体は、中心軸線ａｘとラジアル磁場領域Ａとの間に配置された。つまり、比較例１の配向工程では、Ｎ極対向磁場（パルス磁場）が、ラジアル磁場領域Ａの外に配置された成形体１０へ印加された。中心軸線ａｘに平行な方向における比較例１の成形体１０の位置は、同方向における実施例１の成形体１０の位置と略同じであった。

配向工程における成形体１０の位置を除いて実施例１と同様の方法で、比較例１の希土類磁石が作製された。

［希土類磁石の円弧方向に沿った表面磁束密度の測定］
以下の方法により、実施例１～３其々の希土類磁石の表面磁束密度が測定された。

図１４に示される治具４０及びホール素子４２が、表面磁束密度の測定に用いられた。図１４では、説明の便宜上、希土類磁石の符号が成形体と同様に１０ａと表記される。治具４０は、回転軸ａｘｒに対して自在に回転する円柱であった。希土類磁石（１０ａ）の円弧状の短辺（図１中の成形体１０の短辺ＳＡに対応する辺）が、治具４０の表面に接するように、希土類磁石（１０ａ）が治具４０の表面に固定された。つまり、希土類磁石（１０ａ）の凹面が治具４０の表面に接するように、希土類磁石（１０ａ）が治具４０の表面に固定された。長手方向ＤＬにおける希土類磁石（１０ａ）の中心が、ホール素子４２の直下に位置するように、ホール素子４２の位置が固定された。ホール素子４２と希土類磁石（１０ａ）の表面（凸面）との距離は、０．５ｍｍに維持された。治具４０を回転さながら、希土類磁石（１０ａ）の表面磁束密度をホール素子４２によって連続的に測定することにより、円弧方向ＤＡに沿った表面磁束密度の分布が得られた。つまり、希土類磁石（１０ａ）の表面（凸面）の全体が、円弧方向ＤＡに沿ってホール素子４２で走査された。

円弧方向ＤＡに沿った実施例１～３其々の表面磁束密度の分布は、図１５に示される。図１６では、コンピュータを用いたシミュレーションによって再現された実施例１の表面磁束密度の分布が、実施例１の測定された表面磁束密度の分布と比較される。図１５及び１６其々の横軸は、希土類磁石（１０ａ）の開き角θに対応する。図１５及び１６其々の横軸の原点（０°）は、円弧方向ＤＡにおける希土類磁石（１０ａ）の表面（凸面）の中央を示す。図１５は、円弧方向ＤＡにおける希土類磁石（１０ａ）の両端部の表面磁束密度が僅かに高いものの、実施例１～３其々の円弧方向ＤＡに沿った表面磁束密度の分布が略均一であることを示している。図１５は、各コイルの中心軸線と成形体との距離の減少に伴って表面磁束密度が増加する傾向を示している。図１６は、測定された表面磁束密度の分布が、シミュレーションの結果と略一致することを示している。

［希土類磁石の長手方向に沿った面磁束密度の測定］
以下の方向により、実施例１及び比較例１其々の希土類磁石の表面磁束密度が測定された。

円弧方向ＤＡにおける希土類磁石（１０ａ）の中心が、ホール素子４２の直下に位置するように、ホール素子４２の位置が固定された。ホール素子４２と希土類磁石（１０ａ）の表面（凸面）との距離は、０．５ｍｍに維持された。希土類磁石（１０ａ）を長手方向ＤＬに沿って平行に移動さながら、希土類磁石（１０ａ）の表面磁束密度をホール素子４２によって連続的に測定することにより、長手方向ＤＬに沿った表面磁束密度の分布が得られた。つまり、希土類磁石（１０ａ）の表面（凸面）が、長手方向ＤＬに沿ってホール素子４２で走査された。

長手方向ＤＬに沿った実施例１及び比較例１其々の表面磁束密度の分布は、図１７に示される。コンピュータを用いたシミュレーションによって再現された実施例１の表面磁束密度の分布も、図１７に示される。図１７の横軸は、希土類磁石（１０ａ）の長手方向ＤＬに対応する。図１７の横軸における８ｍｍは、長手方向ＤＬにおける希土類磁石（１０ａ）の表面（凸面）の中央を示す。図１７に示されるように、実施例１の長手方向ＤＬに沿った表面磁束密度の分布は、略均一であった。実施例１の測定された表面磁束密度の分布は、シミュレーションの結果と略一致した。比較例１の場合、長手方向ＤＬにおける希土類磁石（１０ａ）の両端部の表面磁束密度が、同方向における希土類磁石（１０ａ）の中央の表面磁束密度よりも著しく低かった。

（実施例４及び５）
実施例４の配向工程では、成形体１０の密度が３．５５ｇ／ｃｍ^３（３．５５ｇ／ｃｃ）に調整された。実施例５の配向工程では、成形体１０の密度が３．５０ｇ／ｃｍ^３（３．５０ｇ／ｃｃ）に調整された。成形体１０の密度を除いて実施例１と同様の方法で、実施例４及び５其々の希土類磁石が作製された。実施例１と同様の方法で、円弧方向ＤＡに沿った実施例４及び５其々の表面磁束密度の分布が測定された。実施例４及び５其々の表面磁束密度の分布は、実施例１の分布及びそのシミュレーションの結果と合わせて、図１８に示される。

例えば、本発明の一側面に係る希土類磁石の製造方法によれば、ＳＰＭモータのローター又はＩＰＭモータのローターに適した希土類磁石を製造することができる。
に用いられる。

ｃ１…第一コイル、ｃ２…第二コイル、ａｘ１…第一コイルの中心軸線、ａｘ２…第二コイルの中心軸線、Ａ１…第一領域、Ａ２…第二領域、２…型（第一型）、２ａ…第二型、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…成形体。

Claims (13)

1. 希土類元素を含む金属粉末を、型内へ供給して、成形体を形成する成形工程と、
   前記型内に保持された前記成形体にパルス磁場を印加して、前記成形体に含まれる前記金属粉末を配向させる配向工程と、
   前記配向工程後、前記成形体を焼結させる焼結工程と、
   を備え、
   前記配向工程では、第一コイル及び第二コイルが用いられ、
   前記第一コイルにおいて発生する前記パルス磁場の方向が、前記第二コイルにおいて発生する前記パルス磁場の方向と逆であり、
   前記第一コイルの内径が、２×ｒ１と表され、
   前記第一コイルの外径が、２×Ｒ１と表され、
   第一領域が、前記第一コイル及び前記第二コイルの間において、前記第一コイルの中心軸線からの距離がｒ１よりも大きくＲ１よりも小さい領域と定義され、
   前記第二コイルの内径が、２×ｒ２と表され、
   前記第二コイルの外径が、２×Ｒ２と表され、
   第二領域が、前記第一コイル及び前記第二コイルの間において、前記第二コイルの中心軸線からの距離がｒ２よりも大きくＲ２よりも小さい領域と定義され、
   前記配向工程では、前記成形体の一部分又は全体が、前記第一領域及び前記第二領域のうち少なくともいずれかの領域内に配置され、
   前記成形工程後に前記配向工程が行われ、
   前記成形工程において前記型が前記金属粉末に及ぼす圧力が、０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である、
   希土類磁石の製造方法。
2. 前記配向工程では、前記第一コイル、前記第二コイル、及び前記型が、固定部材によって固定され、
   前記固定部材の一部分又は全体が、非磁性体である、
   請求項１に記載の希土類磁石の製造方法。
3. 前記型の一部分又は全体が、非磁性体である、
   請求項１又は２に記載の希土類磁石の製造方法。
4. 前記非磁性体が、樹脂である、
   請求項２又は３に記載の希土類磁石の製造方法。
5. 前記第一コイル及び前記第二コイルの一方又は両方が、空芯コイルである、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。
6. 前記配向工程の前に、前記成形体の密度が３．０ｇ／ｃｍ^３以上４．４ｇ／ｃｍ^３以下に調整される、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。
7. 前記配向工程では、複数の前記型が用いられ、
   其々の前記型内に前記成形体が保持され、
   前記第一コイルの前記中心軸線及び前記第二コイルの前記中心軸線のうち少なくともいずれかに沿って複数の前記型が積み重ねられた状態において、全ての前記成形体へ一括して前記パルス磁場が印加される、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。
8. 前記配向工程では、複数の前記型が用いられ、
   其々の前記型内に前記成形体が保持され、
   前記第一コイル及び前記第二コイルのうち少なくともいずれかの周方向に沿って複数の前記型が並べられた状態において、全ての前記成形体へ一括して前記パルス磁場が印加される、
   請求項１～７のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。
9. 前記第一領域の一部分又は全体が、前記第二領域の一部分又は全体と重なり合っており、
   前記配向工程では、前記成形体の一部分又は全体が、前記第一領域及び前記第二領域が互いに重なり合う領域内に配置される、
   請求項１～８のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。
10. 前記成形工程では、前記型として第一型が用いられ、
    前記配向工程は、
    前記第一型内に保持された前記成形体にパルス磁場を印加して、前記成形体に含まれる前記金属粉末を配向させる第一配向工程と、
    前記第一配向工程を経た前記成形体に再び前記パルス磁場を印加して、前記成形体に含まれる前記金属粉末を配向させる第二配向工程と、
    を含み、
    前記第二配向工程では、前記第一配向工程を経た複数の前記成形体が前記第一型から取り出され、一つの第二型内に保持され、前記第二型内の複数の前記成形体が前記第一コイルの前記中心軸線及び前記第二コイルの前記中心軸線のうち少なくともいずれかに沿って積み重ねられ、前記第二型内で積み重ねられた全ての前記成形体へ一括して前記パルス磁場が印加され、
    前記焼結工程では、積み重ねられた複数の前記成形体が焼結される、
    請求項１～９のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。
11. 希土類元素を含む金属粉末を、型内へ供給して、成形体を形成する成形工程と、
    前記型内に保持された前記成形体にパルス磁場を印加して、前記成形体に含まれる前記金属粉末を配向させる配向工程と、
    前記配向工程後、前記成形体を焼結させる焼結工程と、
    を備え、
    前記配向工程では、第一コイル及び第二コイルが用いられ、
    前記第一コイルにおいて発生する前記パルス磁場の方向が、前記第二コイルにおいて発生する前記パルス磁場の方向と逆であり、
    前記第一コイルの内径が、２×ｒ１と表され、
    前記第一コイルの外径が、２×Ｒ１と表され、
    第一領域が、前記第一コイル及び前記第二コイルの間において、前記第一コイルの中心軸線からの距離がｒ１よりも大きくＲ１よりも小さい領域と定義され、
    前記第二コイルの内径が、２×ｒ２と表され、
    前記第二コイルの外径が、２×Ｒ２と表され、
    第二領域が、前記第一コイル及び前記第二コイルの間において、前記第二コイルの中心軸線からの距離がｒ２よりも大きくＲ２よりも小さい領域と定義され、
    前記配向工程では、前記成形体の一部分又は全体が、前記第一領域及び前記第二領域のうち少なくともいずれかの領域内に配置され、
    前記成形工程では、前記型として第一型が用いられ、
    前記配向工程は、
    前記第一型内に保持された前記成形体にパルス磁場を印加して、前記成形体に含まれる前記金属粉末を配向させる第一配向工程と、
    前記第一配向工程を経た前記成形体に再び前記パルス磁場を印加して、前記成形体に含まれる前記金属粉末を配向させる第二配向工程と、
    を含み、
    前記第二配向工程では、前記第一配向工程を経た複数の前記成形体が前記第一型から取り出され、一つの第二型内に保持され、前記第二型内の複数の前記成形体が前記第一コイルの前記中心軸線及び前記第二コイルの前記中心軸線のうち少なくともいずれかに沿って積み重ねられ、前記第二型内で積み重ねられた全ての前記成形体へ一括して前記パルス磁場が印加され、
    前記焼結工程では、積み重ねられた複数の前記成形体が焼結される、
    希土類磁石の製造方法。
12. 前記配向工程では、前記型の全体が前記第一コイル及び前記第二コイルの間に配置される、
    請求項１～１１のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。
13. 前記成形体の形状が、アークセグメントである、
    請求項１～１２のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。

Images