JP2005081352A - 粉体均一充填方法及び粉体均一充填装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に均一に分散・充填する粉体均一充填方法および充填装置を提供する。
【解決手段】粉体を充填する金型のテーブル1と、このテーブル1に周期的な振動を与えるための二つ以上の振動源4と、このテーブル1の振動を制御するための防振装置5とを備えることを特徴とする。また、粉体を充填する金型の保持台と、この保持台を揺動させるための回転軸と制御装置とを備えることを特徴とする。
【選択図】図2
【解決手段】粉体を充填する金型のテーブル1と、このテーブル1に周期的な振動を与えるための二つ以上の振動源4と、このテーブル1の振動を制御するための防振装置5とを備えることを特徴とする。また、粉体を充填する金型の保持台と、この保持台を揺動させるための回転軸と制御装置とを備えることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
本発明は、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に用いる現像ローラに配置される磁石の成形方法及び成形装置に関する。
従来、トナー及び磁性粒子からなる二成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置では、現像ローラの一部の極(特に現像極)の磁力を高めるために、高磁力磁石を埋設する方法が提案されているが、埋設磁石の寸法は、長さ:300〜310mm、幅:1〜6mm、高さ:1〜5mmとなり、磁場中圧縮成形によりこれを製作する場合特に長軸方向に均一に粉体を充填する必要がある。これは充填が不均一だと長軸方向に磁力が不均一なものとなり、また位置によって強度がばらつくため折れやすいものとなるためである。
さらに同じ磁気特性の高磁力磁石を量産する場合、毎回金型に投入する粉体の量は精度良く均一にする必要がある。その際には定量供給機などによって一定量の粉体を切り出すことが考えられるが、切り出した後の粉体を均一に分散させる必要がある。一定量に計量された粉体を金型に充填する前に長手方向に均一に分散させて金型に供給する方法も考えられるが、結局、粉体は型内に落下などの方法により移動させることになるので、高精度な分布状態を維持することは困難である。
また、一般的に粉体をならす方法として振動が用いられるが、型を振動させるだけでは充分に粉面がならされない場合があり、また多くの時間を要する。
特許文献1に記載の粉粒体の充填装置は、振動により充填されにくい穴などに効率よく充填することを目的としている。また、振動源を4つ用いているため、装置が大がかりとなり、コストアップになる。
さらに同じ磁気特性の高磁力磁石を量産する場合、毎回金型に投入する粉体の量は精度良く均一にする必要がある。その際には定量供給機などによって一定量の粉体を切り出すことが考えられるが、切り出した後の粉体を均一に分散させる必要がある。一定量に計量された粉体を金型に充填する前に長手方向に均一に分散させて金型に供給する方法も考えられるが、結局、粉体は型内に落下などの方法により移動させることになるので、高精度な分布状態を維持することは困難である。
また、一般的に粉体をならす方法として振動が用いられるが、型を振動させるだけでは充分に粉面がならされない場合があり、また多くの時間を要する。
特許文献1に記載の粉粒体の充填装置は、振動により充填されにくい穴などに効率よく充填することを目的としている。また、振動源を4つ用いているため、装置が大がかりとなり、コストアップになる。
上記問題点に鑑み、本発明は、金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に均一に分散・充填する粉体均一充填方法を提供する。
また、本発明は、金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に均一に分散・充填する粉体均一充填装置を提供する。
また、本発明は、金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に均一に分散・充填する粉体均一充填装置を提供する。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の本発明は、金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体の充填方法において、金型内に充填された粉体に外力を加えるとともに、この外力を時間とともに漸減させることを特徴とする充填方法である。
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の充填方法において、前記外力として周期的に変化する振動を用いることを特徴とする充填方法である。
請求項3に記載の本発明は、請求項1に記載の充填方法において、前記外力として型の揺動を用いることを特徴とした充填方法である。
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の充填方法において、前記外力として周期的に変化する振動を用いることを特徴とする充填方法である。
請求項3に記載の本発明は、請求項1に記載の充填方法において、前記外力として型の揺動を用いることを特徴とした充填方法である。
請求項4に記載の本発明は、金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体の充填装置において、前記粉体を充填する金型の保持台と、この保持台に周期的な振動を与えるための二つ以上の振動源とを備えることを特徴とする充填装置である。
請求項5に記載の本発明は、金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体の充填装置において、前記粉体を充填する金型の保持台と、前記保持台に振動を与えるための振動源と、前記保持台の振動を制御するための防振装置とを備えることを特徴とする充填装置である。
請求項6に記載の本発明は、金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体の充填装置において、前記粉体を充填する金型の保持台と、前記保持台を揺動させるための回転軸と制御装置とを備えることを特徴とする充填装置である。
請求項5に記載の本発明は、金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体の充填装置において、前記粉体を充填する金型の保持台と、前記保持台に振動を与えるための振動源と、前記保持台の振動を制御するための防振装置とを備えることを特徴とする充填装置である。
請求項6に記載の本発明は、金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体の充填装置において、前記粉体を充填する金型の保持台と、前記保持台を揺動させるための回転軸と制御装置とを備えることを特徴とする充填装置である。
本発明は、金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に精度良く均一に分散・充填する粉体均一充填方法を提供することが可能になる。
また、本発明は、金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に精度良く均一に分散・充填する粉体均一充填装置を提供することが可能になる。
また、本発明は、金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に精度良く均一に分散・充填する粉体均一充填装置を提供することが可能になる。
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係わる粉体均一充填装置の一例である。この粉体均一充填装置は、金型を配置するテーブル1、テーブル1を支持するスプリング2a、2b、2c、2d、テーブル3及び複数の振動源4a、4bから構成される。本発明は、特に長尺の角柱を成形する金型に対して、粉体を短手方向に交互に移動させることで、粉体を長手方向に均一に充填することを課題とするものである。そこで、振動源は短手方向の両端にそれぞれ配置するのが望ましい。動作手順を以下に示す。まずテーブル1に金型を固定し、粉体を供給した後、振動源4aを振動させる。その後、振動源4aの振動を停止または弱くして、振動源4bを振動させる。このように振動源4a、4bの振動の強弱、もしくはON、OFFを交互に切替えることで粉体を短手方向に往復移動させる。その後振動切替えの周期を短く、あるいは振幅を小さくしていき両方の振動源をストップする。こうすることで短手方向の粉体の偏りを小さくすることができる。なお振動源のスタート及びストップは4a、4bどちらからでも良い。
図1は、本発明に係わる粉体均一充填装置の一例である。この粉体均一充填装置は、金型を配置するテーブル1、テーブル1を支持するスプリング2a、2b、2c、2d、テーブル3及び複数の振動源4a、4bから構成される。本発明は、特に長尺の角柱を成形する金型に対して、粉体を短手方向に交互に移動させることで、粉体を長手方向に均一に充填することを課題とするものである。そこで、振動源は短手方向の両端にそれぞれ配置するのが望ましい。動作手順を以下に示す。まずテーブル1に金型を固定し、粉体を供給した後、振動源4aを振動させる。その後、振動源4aの振動を停止または弱くして、振動源4bを振動させる。このように振動源4a、4bの振動の強弱、もしくはON、OFFを交互に切替えることで粉体を短手方向に往復移動させる。その後振動切替えの周期を短く、あるいは振幅を小さくしていき両方の振動源をストップする。こうすることで短手方向の粉体の偏りを小さくすることができる。なお振動源のスタート及びストップは4a、4bどちらからでも良い。
図2は、図1とは振動源が異なる本発明に係わる粉体均一充填装置の一例である。振動源以外の個所については図1の粉体均一充填装置と同じである。図2に示す粉体均一充填装置は、テーブル1下面中央に配置された振動源4、及びテーブル1短手方向両端にそれぞれ配置された防振装置5a、5bから構成されている。動作手順を以下に示す。テーブル1に金型を固定し、粉体を供給した後振動源4を振動させる。次に防振装置5aをテーブル1に押し当てる。その後防振装置5aをテーブル1から離し、防振装置5bを押し当てる。このように交互に防振装置を押し当てることで振幅に勾配を持たせ、粉体を短手方向に交互に移動させる。その後防振装置5a、5bを押し当てる時間を短くしていき、振動源4をストップする。こうすることで短手方向の粉体の偏りを小さくすることができる。なお防振装置の押し当て開始及び終了は5a、5bどちらでも良い。
図1、図2に示す粉体均一充填装置により、短手方向に勾配を持った振動が交互にテーブル1に発生し、金型に供給された粉体は短手方向に往復移動する。
図1、図2に示す粉体均一充填装置により、短手方向に勾配を持った振動が交互にテーブル1に発生し、金型に供給された粉体は短手方向に往復移動する。
図3は、振動の振幅と粉体の移動との関係を示す図である。積極的に粉体を移動させることで、すばやく高精度に長手方向に対して均一に充填することができる。
図4は、図1、図2とは異なる粉体均一充填装置の例である。図4に示す本発明の粉体均一充填装置は、金型を配置するテーブル1、テーブル1を保持する軸2a、2bと軸2a、2bを駆動するモーター3、及びモーター3を保持する支柱4とテーブル5、さらにテーブル1に取りつけられた振動源6から構成される。動作手順を以下に示す。まずテーブル1に金型を固定し、粉体を供給した後振動源6を振動させる。その後モーター3によりテーブル1を揺動させ、次第に揺動の振幅を小さくし、最後は水平位置でストップする。このようにして短手方向の粉体の偏りを小さくすること可能となる。
図4に示す粉体均一充填装置により、テーブルが揺動し、金型に供給された粉体が短手方向に往復移動する。
図5は、図4に示す粉体均一充填装置による揺動と粉体の移動とを示す図である。積極的に粉体を移動させることで、すばやく高精度に長手方向に対して均一に充填することができる。
図4は、図1、図2とは異なる粉体均一充填装置の例である。図4に示す本発明の粉体均一充填装置は、金型を配置するテーブル1、テーブル1を保持する軸2a、2bと軸2a、2bを駆動するモーター3、及びモーター3を保持する支柱4とテーブル5、さらにテーブル1に取りつけられた振動源6から構成される。動作手順を以下に示す。まずテーブル1に金型を固定し、粉体を供給した後振動源6を振動させる。その後モーター3によりテーブル1を揺動させ、次第に揺動の振幅を小さくし、最後は水平位置でストップする。このようにして短手方向の粉体の偏りを小さくすること可能となる。
図4に示す粉体均一充填装置により、テーブルが揺動し、金型に供給された粉体が短手方向に往復移動する。
図5は、図4に示す粉体均一充填装置による揺動と粉体の移動とを示す図である。積極的に粉体を移動させることで、すばやく高精度に長手方向に対して均一に充填することができる。
長尺角柱磁石成型体を、図1の粉体均一充填装置を用い以下の方法で成型した。
愛知製鋼社製異方性Nd−Fe−B系磁石パウダー(MFP−12)を93重量部に対し、下記の成分・配合比の微粒子7重量部を配合、攪拌分散し、コンパウンド材料とした。
使用したMFP−12の平均粒径値は約102μm、熱可塑性樹脂の軟化点は67℃、平均粒径値は約7.3μmである。
・熱可塑性樹脂として
(1)ポリエステル樹脂 79重量部
(2)スチレンアクリル樹脂 7重量部
・顔料として
カーボンブラック 7.6重量部
・帯電制御剤として
サリチル酸ジルコニウム 0.9重量部
・離型剤として
カルナバワックスとライスワックスの配合物 4.3重量部
・流動性付与剤として
疎水性シリカ 1.2重量部
得られたコンパウンド2.5gを収納部の大きさが幅2.3mm、高さ8.0mm、長さ306mmの金型に適当に溢れないように分散させて供給した。このとき粉面高さは約4.0mmであった。
金型を本発明の図1の粉体均一充填装置に固定し、短手(幅)方向に勾配を持った振動を交互に与えた。振動はテーブル下部短手方向両端に設置したエアバイブレータI、IIに対
して2.5MPaの圧力のエアを三方弁で片側づつ供給し、稼動させた。
表1は、エアバイブレーターI、IIの稼動条件を示す。
愛知製鋼社製異方性Nd−Fe−B系磁石パウダー(MFP−12)を93重量部に対し、下記の成分・配合比の微粒子7重量部を配合、攪拌分散し、コンパウンド材料とした。
使用したMFP−12の平均粒径値は約102μm、熱可塑性樹脂の軟化点は67℃、平均粒径値は約7.3μmである。
・熱可塑性樹脂として
(1)ポリエステル樹脂 79重量部
(2)スチレンアクリル樹脂 7重量部
・顔料として
カーボンブラック 7.6重量部
・帯電制御剤として
サリチル酸ジルコニウム 0.9重量部
・離型剤として
カルナバワックスとライスワックスの配合物 4.3重量部
・流動性付与剤として
疎水性シリカ 1.2重量部
得られたコンパウンド2.5gを収納部の大きさが幅2.3mm、高さ8.0mm、長さ306mmの金型に適当に溢れないように分散させて供給した。このとき粉面高さは約4.0mmであった。
金型を本発明の図1の粉体均一充填装置に固定し、短手(幅)方向に勾配を持った振動を交互に与えた。振動はテーブル下部短手方向両端に設置したエアバイブレータI、IIに対
して2.5MPaの圧力のエアを三方弁で片側づつ供給し、稼動させた。
表1は、エアバイブレーターI、IIの稼動条件を示す。
その後金型を取り外しプレス機にセットした。
室温で13,000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、磁場印加状態で5.5ton/cm2のプレス圧を加え、磁場成型を行なった。この時、磁場方向はマグの幅方向であった。
得られた長尺角柱磁石成型体の寸法は幅2mm、高さ3mm、長さ306mmであり、密度は5.4g/cm3であった。
90℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁を25Tの発生磁場で行ない、マグネットブロックの成型を完了した。
その結果、長手方向に磁力ばらつきの小さい長尺角柱磁石成型体が得られた。磁束密度は96.3±2.4mTであった。
室温で13,000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、磁場印加状態で5.5ton/cm2のプレス圧を加え、磁場成型を行なった。この時、磁場方向はマグの幅方向であった。
得られた長尺角柱磁石成型体の寸法は幅2mm、高さ3mm、長さ306mmであり、密度は5.4g/cm3であった。
90℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁を25Tの発生磁場で行ない、マグネットブロックの成型を完了した。
その結果、長手方向に磁力ばらつきの小さい長尺角柱磁石成型体が得られた。磁束密度は96.3±2.4mTであった。
長尺角柱磁石成型体を、図2の粉体均一充填装置を用い以下の方法で成型した。
用いた材料は実施例1に記載のものと同じである。
得られたコンパウンド2.5gを収納部の大きさが幅2.3mm、高さ8.0mm、長さ306mmの金型に適当に溢れないように分散させて供給した。このとき粉面高さは約4.0mmであった。
金型を図2に示す粉体均一充填装置に固定し、短手(幅)方向に勾配を持った振動を交互に与えた。振動はテーブル下部中央に設置したエアバイブレータに2.5MPaの圧力のエアを供給して与えた。その後テーブル短手方向両端に配置したエアシリンダーと防振ゴムで構成された防振装置I、IIをテーブルに押し当てた。
表2は、防振装置I、IIをテーブルに押し当てる条件を示す。
用いた材料は実施例1に記載のものと同じである。
得られたコンパウンド2.5gを収納部の大きさが幅2.3mm、高さ8.0mm、長さ306mmの金型に適当に溢れないように分散させて供給した。このとき粉面高さは約4.0mmであった。
金型を図2に示す粉体均一充填装置に固定し、短手(幅)方向に勾配を持った振動を交互に与えた。振動はテーブル下部中央に設置したエアバイブレータに2.5MPaの圧力のエアを供給して与えた。その後テーブル短手方向両端に配置したエアシリンダーと防振ゴムで構成された防振装置I、IIをテーブルに押し当てた。
表2は、防振装置I、IIをテーブルに押し当てる条件を示す。
その後金型を取り外しプレス機にセットした。
13,000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、磁場印加状態で5.5ton/cm2のプレス圧を加え、磁場成型を行なった。この時、磁場方向はマグの幅方向であった。
得られた長尺角柱磁石成型体の寸法は幅2mm、高さ3mm、長さ306mmであり、密度は5.3g/cm3であった。
90℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁を25Tの発生磁場で行ない、マグネットブロックの成型を完了した。
その結果、長手方向に磁力ばらつきの小さい長尺角柱磁石成型体が得られた。磁束密度は97.4±4.2mTであった。
13,000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、磁場印加状態で5.5ton/cm2のプレス圧を加え、磁場成型を行なった。この時、磁場方向はマグの幅方向であった。
得られた長尺角柱磁石成型体の寸法は幅2mm、高さ3mm、長さ306mmであり、密度は5.3g/cm3であった。
90℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁を25Tの発生磁場で行ない、マグネットブロックの成型を完了した。
その結果、長手方向に磁力ばらつきの小さい長尺角柱磁石成型体が得られた。磁束密度は97.4±4.2mTであった。
長尺角柱磁石成型体を、図4の粉体均一充填装置を用い以下の方法で成型した。
用いた材料は実施例1に記載のものと同じである。
得られたコンパウンド2.5gを収納部の大きさが幅2.3mm、高さ8.0mm、長さ306mmの金型に適当に溢れないように分散させて供給した。このとき粉面高さは約4.0mmであった。
金型を本発明請求項6記載の充填装置に固定し、短手(幅)方向にテーブルを揺動させた。揺動はステッピングモーターにより回転速度を30rpm、停止時間と角度(垂直を0゜とする)を以下の条件で与えた。なお振動はテーブル下部中央に設置したエアバイブレータに2.5MPaの圧力のエアを供給して与えた。
用いた材料は実施例1に記載のものと同じである。
得られたコンパウンド2.5gを収納部の大きさが幅2.3mm、高さ8.0mm、長さ306mmの金型に適当に溢れないように分散させて供給した。このとき粉面高さは約4.0mmであった。
金型を本発明請求項6記載の充填装置に固定し、短手(幅)方向にテーブルを揺動させた。揺動はステッピングモーターにより回転速度を30rpm、停止時間と角度(垂直を0゜とする)を以下の条件で与えた。なお振動はテーブル下部中央に設置したエアバイブレータに2.5MPaの圧力のエアを供給して与えた。
その後金型を取り外しプレス機にセットした。
13,000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、磁場印加状態で5.5ton/cm2のプレス圧を加え、磁場成型を行なった。この時、磁場方向はマグの幅方向であった。
得られた長尺角柱磁石成型体の寸法は幅2mm、高さ3mm、長さ306mmであり、密度は5.3g/cm3であった。
90℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁を25Tの発生磁場で行ない、マグネットブロックの成型を完了した。
その結果、長手方向に磁力ばらつきの小さい長尺角柱磁石成型体が得られた。磁束密度は96.2±3.8mTであった。
13,000(Oe)の磁界が発生するように直流電界を加え、磁場印加状態で5.5ton/cm2のプレス圧を加え、磁場成型を行なった。この時、磁場方向はマグの幅方向であった。
得られた長尺角柱磁石成型体の寸法は幅2mm、高さ3mm、長さ306mmであり、密度は5.3g/cm3であった。
90℃30分の熱処理を行なった後、パルス波着磁を25Tの発生磁場で行ない、マグネットブロックの成型を完了した。
その結果、長手方向に磁力ばらつきの小さい長尺角柱磁石成型体が得られた。磁束密度は96.2±3.8mTであった。
1 テーブル
2a、2b、2c、2d スプリング
3 テーブル
4a、4b 振動源
5a、5b 防振装置
12a、12b 軸
13 モーター
14a、14b
15 テーブル
16 振動源
2a、2b、2c、2d スプリング
3 テーブル
4a、4b 振動源
5a、5b 防振装置
12a、12b 軸
13 モーター
14a、14b
15 テーブル
16 振動源
Claims (6)
- 金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体均一充填方法において、
金型内に充填された粉体に外力を加えるとともに、この外力を時間とともに漸減させることを特徴とする粉体均一充填方法。 - 請求項1に記載の粉体均一充填方法において、
前記外力として周期的に変化する振動を用いることを特徴とする粉体均一充填方法。 - 請求項1に記載の粉体均一充填方法において、
前記外力として型の揺動を用いることを特徴とした粉体均一充填方法。 - 金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体均一充填装置において、
前記粉体を充填する金型の保持台と、この保持台に周期的な振動を与えるための二つ以上の振動源とを備えることを特徴とする粉体均一充填装置。 - 金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体均一充填装置において、
前記粉体を充填する金型の保持台と、前記保持台に振動を与えるための振動源と、前記保持台の振動を制御するための防振装置とを備えることを特徴とする粉体均一充填装置。 - 金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体均一充填装置において、
前記粉体を充填する金型の保持台と、前記保持台を揺動させるための回転軸と制御装置とを備えることを特徴とする粉体均一充填装置。
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JP2003312800A JP2005081352A (ja) | 2003-09-04 | 2003-09-04 | 粉体均一充填方法及び粉体均一充填装置 |
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