JP2005108948A - 永久磁石成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 リング成形体間の境界部の磁気特性劣化が小さいリング型磁石を生産性よく製造することができる永久磁石成形装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 ダイと、ダイ内部に挿入されリング状の空間をダイとの間で形成するコアと、空間の下部を閉塞して磁性粉末が供給・充填されるキャビティを形成する下パンチと、キャビティ内の磁性粉末を加圧するための上パンチを備え、ベルトコンベア２上を搬送可能な搬送金型１０と、キャビティ内に磁性粉末を供給・充填する供給・充填ユニット３と、上パンチをセットするパンチセット４と、磁性粉末に加圧方向と直交方向に磁場をかけながら配向を行い、ラジアル配向された成形体を成型する磁場成型ユニット５と、成形体を搬送金型１０から抜き出す脱型ユニット６と、搬送金型１０から抜き出した成形体をその軸方向に複数段に積層する段積みユニット８とを備えるようにする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、磁石材料成形用の磁性粉末が充填された複数の金型を順次搬送して、ラジアル方向に磁場をかけながら、磁性粉末を加圧することでラジアル配向された永久磁石成形品を成形する永久磁石成形装置に関するものである。

従来のリング状の永久磁石成形装置は、例えば、コア及び下パンチが挿入され、キャビティが形成されたダイ及び下パンチと対向して配置された上パンチからなる金型のキャビティ内に磁石材料成形用粉末を充填し、この磁石材料成形用粉末に金型の周辺に配設された一対のコイルにより磁場をかけて配向を行いながら、上パンチによりプレス加工を施すように構成されている。

一般に、小型モータに多用されているラジアル異方性リング磁石を磁場成形するにあたって、軸方向に長いリング状の磁石を成形する場合、十分な配向磁場強度が得られず、磁性粉末の配向率が低下し、高い磁気特性が得られないという問題がある。

リング磁石をラジアル配向する場合、一般に、磁性粉末をリング状に成形する金型のコアを通過する磁束とダイの内部径を通過する磁束は等しくなるので、リング磁石の内径（金型のコア径）をＤｉ、リング磁石の外径（金型のダイ内径）をＤｏ、リング磁石の高さ（ダイの高さ）をＨ、金型のコアを通過する磁束密度をＢｃ、ダイ内部径を通過する磁束密度をＢｄとすると、下記式（１）の関係が成り立つ。
２×π／４×Ｄｉ^２×Ｂｃ＝π×Ｄｏ×Ｈ×Ｂｄ…（１）

金型のコアにＳ４５Ｃ等の鋼材を用いた場合、この鋼材の飽和磁束密度は１．５Ｔ程度なので、上記式（１）においてＢｃ＝１．５とし、磁場配向に必要な磁場を１．０Ｔ以上とすると、Ｂｄ＝１．０Ｔとなり、磁場配向成形できるリング磁石の高さＨは下記式（２）となる。
Ｈ＝３Ｄｉ^２ ／４Ｄｏ…（２）

リング磁石を磁場成形する場合、リング磁石の軸長が上記式（２）のＨの値を超えると配向性の低下が問題となる。そこで従来は上記式（２）のＨの値以下の短い軸長のリング磁石を製作し、それを接着剤等で接合し、必要な軸長のリング磁石を製造していた。

また、磁場成形ができる範囲の短い磁石成形体を金型内で積層して必要な軸長の磁石を成形する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、磁場成形によって、予備成形体を成形し、複数個の予備成形体を予備成形時の加圧力よりも大きな加圧力で加圧して一体化する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−２３３７７６号公報（第２−３頁、図１） 特開平１０−５５９１４号公報（第２−３頁）

上記のように、短い軸長のリング磁石を接着剤等で接合する方法では、短い軸長のリング磁石を焼結熱処理した後に形状加工し、それらを接合する必要があるため生産性が悪く、また、接合後の形状精度が悪いという問題がある。

また、短い磁石成形体を金型内で積層して必要な軸長の磁石を成型する方法では、積層界面付近の配向が乱れやすく、磁気特性が劣化するという問題がある。

また、予備成形体を成形し、複数個の予備成形体を予備成形時の加圧力よりも大きな加圧力で加圧して一体化する方法では再加圧のためのより大きな成型設備が必要になるとともに、再加圧の際に予備成形体が破損しやすいという問題がある。

上記のような問題を解決するためには、短い軸長のリング磁石を必要個数段積み（積層し）、段積みした成形体を焼結・熱処理して必要な軸長のリング状永久磁石を得るようにすればよいが、従来の永久磁石成形装置では、成形体が成形されると金型から取り出し、空になったキャビティ内に磁性粉末を充填するという動作を交互に繰り返すことになり、磁性粉末を充填している間は、配向及びプレス加工動作を中断しなければならない。そのため生産性が低下する。また、磁場成形機内ですべての処理を行うために、各処理動作には制限が多いという問題がある。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、リング成形体間の境界部の磁気特性劣化が小さいリング型磁石を生産性よく製造することができる永久磁石成形装置を提供することを目的とするものである。

この発明の永久磁石成形装置は、ダイと、上記ダイ内部に挿入され、リング状の空間を上記ダイとの間で形成するコアと、上記空間の下部を閉塞して磁性粉末が供給・充填されるキャビティを形成する下パンチと、上記キャビティ内の磁性粉末を加圧するための上パンチを具備するとともに、搬送可能な搬送金型と、
上記キャビティ内に上記磁性粉末を供給・充填する供給・充填ユニットと、
上記キャビティ内で加圧される上記磁性粉末に上記加圧方向と直交するラジアル方向に磁場をかけながら配向を行い、ラジアル配向された成形体を成型する磁場成型ユニットと、
上記成形体を上記搬送金型から抜き出す脱型ユニットと、
上記搬送金型から抜き出した成形体をその軸方向に複数段に積層する段積みユニットとを備え、
上記搬送金型を順次、上記供給・充填ユニット、上記磁場成型ユニット、脱型ユニット及び段積みユニットへ搬送し、上記各ユニットにおける工程を実施できるように上記各ユニットを配置しているものである。

上記発明の構成によれば、リング成形体間の境界部の磁気特性劣化が小さいリング型磁石を生産性よく製造することができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の永久磁石成形装置で成形し、焼結して得られるリング磁石の例を示す斜視図、図２は、この発明の実施の形態１における永久磁石成形装置の構成を示す平面図、図３は、図２における搬送金型の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。

図１に示したように、この発明の永久磁石成形装置で成形し、製造するリング磁石１は、図１（ａ）のように円筒状に成形したリング成形体１ａを積層し、焼結して得られるもの、あるいは図１（ｂ）のように周面に凹凸を有する（図では外周面に凹凸があるが内周面に凹凸を有するものも含む）リング成形体１ａを積層し、焼結して得られるものである。

このように、短軸のリング成形体１ａを積層し、焼結したリング磁石１は、リング成形体１ａ間境界部における磁気特性の劣化が小さくなるため、総磁束量が大きなリング磁石とすることができる。

この実施の形態における永久磁石成形装置は、図２に示したように、搬送金型１０を搬送するベルトコンベア２と、搬送金型１０のリング状キャビティ内に、磁性粉末を計量して供給し充填する給粉・充填ユニット３と、磁性粉末が充填された搬送金型１０におけるキャビティ内の磁性粉末を加圧するための上パンチが加圧成形できる状態にセットするパンチセットユニット４と、上パンチがセットされ、加圧成形できる状態になった搬送金型１０で磁場加圧成形を行う磁場成形ユニット５と、磁場加圧成形されたリング成形体を搬送金型１０から抜き出すための脱型ユニット６と、抜き出されたリング成形体に付着する余分な磁性粉末を取り除くための成形体脱粉ユニット７と、磁場加圧成形されたリング成形体を積み重ねるための段積みユニット８と、搬送金型１０に付着した磁性粉末を除去し、搬送金型１０を搬送状態にセットする金型脱粉／金型セットユニット９とを備えている。

図３に示したように、搬送金型１０は、ベルトコンベア２上を移動するパレット１０ａと、下金型部分を保持するホルダー（第１のホルダー）１０ｂ，１０ｃと、柱状のコア１０ｄと、下パンチ１０ｅと、中心にコア１０ｄを配し、下パンチ１０ｅとコア１０ｄとともに、磁性粉末が供給されるキャビティ１０ｈを形成するダイ１０ｆと、別のホルダー（第２のホルダー）１０ｊに保持された上パンチ１０ｇとを備えている。なお、ホルダー１０ｂは強磁性体部材であり、ホルダー１０ｃは非磁性体部材である。

パレット１０ａとホルダー１０ｂ，１０ｊ、ホルダー１０ｂと下パンチ１０ｅ、及び下パンチ１０ｅとダイ１０ｆは、それぞれ位置決めピンによる位置決め機構で位置及び方向を規制している。

このように位置決め機構を設けることによって、パレット上で金型部品のセットを行う（上パンチ１０ｇをコア１０ｄ及びダイ１０ｆに挿入する）、あるいは搬送金型１０を磁場成形ユニット５移送する際の位置決めを行う工程が容易に行える。

以下、図２を参照して、この実施の形態における永久磁石成形装置の構成及び動作を説明する。
図４は、給粉・充填ユニットの構成及びその動作を説明する断面図である。図４（ａ）は磁性粉末の計量工程、図４（ｂ）、（ｃ）は搬送金型１０への給粉工程である。

給粉・充填ユニットは、図２に示したように、磁性粉末を計量する計量機構３ｄと、計量され容器３ｃに採取されて磁性粉末１１を搬送金型１０の位置まで搬送する搬送機構３ｅとを備えている。また、図４に示したように、給粉・充填ユニット３は、容器３ｃを回転させて傾ける回転機構３ｆと、容器３ｃ内の磁性粉末１１をキャビティ１０ｈ内に導くための給粉治具３ａと、給粉治具３ａを振動させる振動子等からなる振動機構３ｂとを備えている。

搬送金型１０が給粉・充填ユニットに搬送されると、図４（ａ）の磁性粉末の計量工程では、振動フィーダと重量計を用いて一定重量の磁性粉末１１を計量しながら容器３ｃに収納する。

図４（ｂ）、（ｃ）の給粉工程では、磁性粉末１１を搬送金型１０のキャビティ１０ｈに導くロート上の給粉治具３ａとキャビティに供給した磁性粉末１１を攪拌する羽状治具（図示せず）を搬送治具１０のダイ１０ｆ上にセットした後、磁性粉末１１を収納した容器３ｃをロート状の給粉治具３ａの位置まで移動し、容器３ｃを回転させて傾け、容器３ｃ内の磁性粉末１１をロート状の給粉治具３ａへ移す。さらに、容器３ｃにノッカーで衝撃を加え、容器３ｃ内の磁性粉末１１を残りなくロート状の給粉治具３ａへ移す。さらに、ロート状の給粉治具３ａに振動機構３ｂで振動を加えて給粉治具３ａ上の全ての磁性粉末１１をキャビティ１０ｈ内に移し、上記羽状治具の羽を回転させてキャビティ１０ｈ内の磁性粉末１１をかき混ぜながら羽を上昇させてキャビティ内に磁性粉末１１を充填する。

上記羽状治具の羽を回転させてキャビティ内の磁性粉末１１をかき混ぜながら羽を上昇させてキャビティ内に磁性粉末１１を充填することによって、キャビティ内の磁性粉末中にある空洞あるいは磁性粉末１１のブリッジが壊されて、キャビティ中に磁性粉末１１が均一に充填される。

図５は、パンチセットユニットの構成及び動作を説明する断面図である。同図に示したように、パンチセットユニットは、上パンチ１０ｇをキャッチングするハンド４ａと、ハンド４ａを昇降させ、キャッチングした上パンチ１０ｇを移動させる移動機構を備えている。

パンチセットユニットによって、上パンチ１０ｇでキャビティ内の磁性粉末を加圧できる状態に金型をセットすることができる。

キャビティに磁性粉末が充填されると、図５（ａ）のように、パレット１０ａがパンチセットユニット４のステージに搬送され、規定位置で位置決めされ、図５（ｂ）のように、ハンド４ａが下降し、上パンチ１０ｇをキャッチングし、図５（ｃ）のように、ハンド４ａは上パンチ１０ｇを持ち上げて、図５（ｄ）のように、下型の方へ移動し、下降して上パンチ１０ｇをコア１０ｄに挿入し、上パンチ１０ｇを放し、上パンチ１０ｇはキャビティに嵌り合う。コア１０ｄの上端部の直径は、キャビティ内における直径より０．０２ｍｍ小さく、３゜のテーパが付与されているので、パンチ挿入時にパレットとハンド４ａの位置に、０．１ｍｍ未満のずれがあっても、コア１０ｄにパンチ１０ｇが挿入できないといった不良は発生しない。次に、ハンド４ａは上パンチ１０ｇを放した後、上昇し元の位置に移動する。

図６は、磁場成形ユニットの構成及び動作を説明する断面図、図７は、加圧子の構造を示す断面図、図８は、バックコアの構成を示す平面図（ａ），（ｃ）及びＡ−Ａ断面図（ｂ），（ｄ）である。図２に示したように、上パンチ１０ｇがセットされた搬送金型１０をベルトコンベア上の２パレット１０から磁場成形ユニット５に移載し、磁場成形後にベルトコンベア２上のパレット１０ａに戻す移載機構５ｈを有する。図６に示したように、磁場成形ユニット５は、磁性粉末を配向させるための配向磁場を発生する電磁コイル５ａ（フレームに固定されている）と、上側電磁コイル５ａ及び上パンチ１０ｇを加圧する加圧子５ｃを昇降させる圧縮成型機構５ｂと、図示していないエアシリンダによって駆動されてダイ１０ｆと接触するバックヨーク５ｄを備えている。

図７に示したように、加圧子５ｃは、上パンチを加圧するパンチ加圧部５ｅと、パンチ加圧部５ｅ内部へくぼむように可動する可動ロッド５ｆと、可動ロッド５ｆの背面とパンチ加圧部５ｅ内面との間にあり、可動ロッド５ｆをコア１０ｄに押し付けるバネ５ｇを備えている。

また、図８に示したように、バックヨーク５ｄはダイ１０ｆの外径に嵌り合う半円状の凹部を有する一つの強磁性体である。バックヨーク５ｄは、その厚みの中心がダイ１０ｆの厚みの中心位置と一致するように設定、設置され、ダイ１０ｆの方向に移動して当接する。

上パンチがセットされ、パレット１０ａがパンチセットユニット４からベルトコンベア２で搬送されると、図６（ａ）に示したように、金型部が、移載機構５ｈ（図２参照）でパレット１０ａから磁場成形ユニット５の成形部に移載される。

次に、図６（ｂ）に示したように、圧縮成型機構５ｂが作動し、電磁コイル５ａ及び加圧子が下降し、上側及び下側フレーム同士がチャッキング機能によって固定されると共に、上側フレームの下部に取り付けられたリング状弾性部材５ｊにより、ダイ１０ｆが固定される。その後、ダイ１０ｆの両側からバックヨーク５ｄが移動し、ダイ１０ｆの外周に密着する。次いで、電磁コイル５ａに電流が流されてラジアル配向磁場が発生するとともに、加圧子５ｃが下降し、上パンチ５ｇが加圧され、図６（ｃ）に示したように、上パンチ５ｇがキャビティ内の磁性粉末を圧縮成型することによってラジアル配向された成形体が得られる。圧縮成型圧力は１０〜１００ＭＰａ、好ましくは４０ＭＰａとし、配向磁界は１Ｔ以上にする。

図９は、ラジアル配向における磁束の状態を示す断面図である。上側のコイル５ａで発生した磁界は、磁束となって強磁性体である加圧子５ｃを通って、同じく強磁性体である可動ロッド５ｆに入り、下側のコイル５ａで発生した磁界は、強磁性体であるホルダー１０ｂを通ってコア１０ｄに入る（図６参照）。下パンチ１０ｅ及び上パンチ１０ｇは非磁性体である。

図９に示したように、破線矢印で示す磁束は、強磁性体である可動ロッド５ｆ及びコア１０ｄを通って、強磁性体であるダイ１０ｆのキャビティ１０ｈを直径方向に通り、キャビティ１０ｈ内にラジアル配向磁場が形成される。

ラジアル配向された成形体は搬送金型とともにパレット１０ａ上に移載機構５ｈによって戻される。

図１０は、脱型ユニットの構成を示す平面図（ａ）及びＡ−Ａ断面図（ｂ）である。同図に示したように、脱型ユニットは、成形体１３を加圧するエアシリンダ６ａ及び上パンチ突き当て部６ｄで構成される成形体加圧機構と、ダイ１０ｆを上方に押し上げるテーブル６ｃ及びエアシリンダ６ｂ等からなるダイ押し上げ機構とを備えている。

図１１は、脱型ユニットにおける動作を説明するための断面図である。図１１（ａ）に示したように、ラジアル配向された成形体を含む金型部をのせたパレット１０ａは、ベルトコンベア２によって脱型ユニット６に搬送され規定の位置で停止する。エアシリンダ６ａがパレット１０ａを持ち上げ、上パンチ１０ｇが上パンチ突き当て部６ｄに当たる成形体加圧機構によって、成形体１３が加圧される。加圧力は０．１〜１ＭＰａとする。

次に、図１１（ｂ）に示したように、エアシリンダ６ｂが作動し、テーブル６ｃがダイ１０ｆを持ち上げ、成形体１３がダイ１０ｆから抜き出される。

次に、図１１（ｃ）に示したように、エアシリンダ６ａが下降し、パレット１０ａがベルトコンベア２上に乗る。ベルトコンベア２によって、パレット１０ａは、テーブル６ｃに支持されたダイ１０ｆが下降したときにパレット１０ａ上に置かれた別のホルダー１０ｊに載置される位置まで移動し、図１１（ｄ）に示したように、テーブル加圧シリンダ６ｂが作動し、テーブル６ｃが下降してホルダー１０ｊ上にダイ１０ｆが載置される。

成形体１３を搬送金型１０から抜き出す過程において、搬送金型１０から抜き出された成形体１３の上部と搬送金型１０内にある成形体１３の下部との間に内部応力差があるとクラックが生じやすいが、この脱型ユニットにおいては、成形体１３が加圧された状態でダイ１０ｆから成形体１３を抜き出すので、成形体１３の上部と下部との間の内部応力差が小さくなり、クラックの発生が防止される。

図１２及び図１３は、成形体脱粉ユニット及の構成及び動作を説明する断面図である。同図に示したように、成形体脱粉ユニットは、テーブル７ａ及びテーブル７ａを昇降させるエアシリンダ７ｂからなる昇降機構と、窒素ガスを噴射するノズル７ｃと、磁性粉を吸入し集塵機に回収するための吸塵ダクト７ｄとを備えている。

成形体脱粉ユニットで、成形体１３に付着した余分な磁性粉末を除去することによって、次工程の段積みにおいて、成形体１３が傾いたりずれたりするのを防止することができる。

図１２（ａ）に示したように、ダイが抜き取られた成形体１３は、ベルトコンベア２で成形体脱粉ユニットに移送され規定の位置で停止し、エアシリンダ７ｂが作動しテーブル７ａが上昇し、図１２（ｂ）に示したように、下コア１０ｅはテーブル７ａに支持されて上昇し、成形体１３はコア１０ｄから抜き出される。この時、コア１０ｄ外周に付着していた磁性粉末が掻き取られながら成形体１３が抜き出されるので、成形体１３の内周端面部に磁性粉末が１１が付着する。なお、この時上パンチ１０ｇも同時に抜き出され、別のホルダー１０ｊ（図３参照）に載置される。

図１３（ａ）に示したように、コア１０ｄから成形体１３を抜き出す過程において、成形体１３の上面が若干コア１０ｄから突出した時に、ノズル７ｃから窒素ガスを噴出して成形体１３表面に付着する磁性粉末を吹き飛ばし、吸引ダクト７ｄで吸引する。その後、図１３（ｂ）に示したようにコア１０ｄから成形体１３を抜き出す。

図１４、図１５及び図１６は、段積みユニットの構成及び動作を説明するための断面図である。同図に示したように、段積みユニットは、成形体１３をチャッキングする機構としてハンド８ａと、成形体１３を積層するテーブル８ｂと、図示していないが、ハンド８ａを位置決めし、昇降させ、移動させる機構と、テーブル８ｂを回転させるモータ等の機構とを備えている。

図１４（ａ）に示したように、ハンド８ａをコア１０ｄから抜き出された成形体１３の直上に移動させ、図１４（ｂ）に示したように、ハンド８ａを下降させて成形体１３をハンド８ａでチャッキングする。チャッキング力は０．１〜４Ｎとする。

次に、ハンド８ａを上昇させ、図１５（ａ）に示したように、ハンド８ａをその中心がテーブル８ｂの回転中心の直上となるように移動し、図１５（ｂ）に示したように、ハンド８ａを下降させて成形体１３をテーブル８ｂに載置する。この時、成形体１３の中心はテーブル８ｂの回転中心と一致する。

さらに、同様にして、図１６（ａ）及び（ｂ）に示したように、１段目の成形体１３の上に２段目及び３段目の成形体１３を積層し、この積層工程を繰り返して必要な段数だけ成形体１３を積層する。

成形体１３の高さにばらつきが生じると、段積みの際に不要な圧力が成形体１３に加わり（高さが高い場合）、成形体１３が押しつぶされる、あるいはハンド８ａが空中で成形体を放し、落下の衝撃で破壊するといったことが生じるが、この実施の形態では１回に成形される成形体１３の重量は、図２に示した給粉・充填ユニット３の磁性粉末の計量工程で一定量に計量されているので、成形体１３の高さは一定になり、段積みの際に成形体１３に不要な力が加わったり、衝撃力が加わったりすることはない。

図１７は、各段の成形体１３を任意の角度だけ回転された状態に積層する工程を示す図であり、例えば、図１７（ａ）に示したように、１段目の成形体１３のＡ位置を図１７（ｂ）に示したように、テーブル８ｂを回転させてＡ位置を１８０゜反転させて、２段目の成形体１３の積層を行う。さらに、図１７（ｃ）に示したように、テーブル８ｂを４５゜回転させて３段目の成形体１３の積層を行い、図１７（ｄ）に示したように、さらに１８０゜テーブル８ｂを回転させて４段目の成形体１３の積層を行う。

このように、各段の成形体１３を任意の角度だけ回転された状態に積層することによって、例えば、図１（ｂ）に示したように、凹凸形状を有するリング成形体１ａの凸部を各段においてスキュー角度回転させたリング磁石を得ることができる。

図１８は、成形体の軸方向端面を上下反転させて段積みした状態を示す断面図である。成形体１３の磁気特性は、例えば、上パンチ側と下パンチ側で勾配を生じる場合があり、各段の接合部で急峻な磁気特性の変化が生じることがあるが、図１８のように、１段目は成形体の軸方向端面を反転させて下面を上パンチ側とし、２段目は反転させず下面を下パンチ側とし、順次反転した積層と反転しない積層を繰り返すことによって、各段の接合部における磁気特性の急峻な変化を防止することができる。

このように、成形体を反転させて積層するためには、図１４乃至図１６に示したハンド８ａのチャック部分に回転アクチュエータを設ける。

段積み工程が終了すると、搬送金型１０ｂ，１０ｄ，１０ｅは移載機構１２によってパレット上に戻され、次の工程を行う金型脱粉／金型セットユニットに搬送される。

金型脱粉／金型セットユニットは、搬送金型１０に付着した磁性粉末を除去する除粉機構と、給粉・充填ユニットにおいて磁性粉末を供給でき初期の状態に搬送金型の各部をセットするセット機構とを備えている。

除粉機構は、窒素ガスを搬送金型の各部に噴射することができるノズル（各部に移動させる機構を有する）と、窒素ガスによって吹き飛ばされた磁性粉末を吸引し、集塵するための吸引機構とを有する。

除粉機構及びセット機構によって、次サイクルの成形及び段積みまでの工程を円滑に行うことができる。

セット機構は、積層工程終了後には、図３に示したホルダー１０ｊ上に載置されているダイ１０ｆを、持ち上げてホルダー１０ｂに載置されている下パンチ１０ｅ上に移動させる機構である。ダイ１０ｆは、その下側端面の内径部に、テーパが付与されているので、下パンチ１０ｅに容易に挿入することができる。このテーパ部の高さは、下パンチ１０ｅのラジアル方向凸部の高さより小さい。

成形体１３が段積みされた成形体は、焼結・熱処理炉へ移され、所定の温度で焼結・熱処理をした後、必要に応じて仕上げ加工を施し、図１に示したリング磁石１を得る。

この実施の形態におけるリング型磁石の製造装置によれば、複数個の搬送金型１０をベルトコンベア２を用いて、同時にベルトコンベア２の各所に設けられた各ユニットで短い成形体を製作するプロセスを処理し、必要な個数の成形体を段積み（積層）するので、タクトタイムが短くなり、リング成形体間の境界部の磁気特性劣化が小さいリング型磁石を生産性よく製造することができる。

この発明は、例えば、モータ等の回転電動機に使用する永久磁石の製造に用いられるものである。

この発明の永久磁石成形装置で成形し、焼結して得られるリング磁石の例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における永久磁石成形装置の構成を示す平面図である。 図２における搬送金型の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 給粉・充填ユニット及びその動作を説明する断面図である。 パンチセットユニットの構成及び動作を説明する断面図である。 磁場成形ユニットの構成及び動作を説明する断面図である。 加圧子の構造を示す断面図である。 バックコアの構成を示す平面図（ａ），（ｃ）及びＡ−Ａ断面図（ｂ），（ｄ）である。 ラジアル配向における磁束の状態を示す断面図である。 脱型ユニットの構成を示す平面図（ａ）及びＡ−Ａ断面図（ｂ）である。 脱型ユニットにおける動作を説明するための断面図である。 成形体脱粉ユニット及の構成及び動作を説明する断面図である。 成形体脱粉ユニット及の構成及び動作を説明する断面図である。 段積みユニットの構成及び動作を説明するための断面図である。 段積みユニットの構成及び動作を説明するための断面図である。 段積みユニットの構成及び動作を説明するための断面図である。 各段の成形体１３を任意の角度だけ回転された状態に積層する工程を示す図である。 成形体の軸方向端面を上下反転させて段積みした状態を示す断面図である。

符号の説明

１ リング磁石、１ａ リング成形体、２ ベルトコンベア、
３ 給粉・充填ユニット、３ａ 給粉治具、３ｂ 振動機構、３ｃ 容器、
３ｄ 計量機構、３ｅ 搬送機構、３ｆ 回転機構、４ パンチセットユニット、
４ａ，８ａ ハンド、５磁場成形ユニット、５ａ 電磁コイル、５ｂ 圧縮成形機構、
５ｃ 加圧子、５ｄ バックヨーク、５ｅ パンチ加圧部、５ｆ 可動ロッド、
５ｇ バネ、５ｈ，１２ 移載装置、５ｊ リング状弾性部材、６ 脱型ユニット、
６ａ，７ｂ エアシリンダ、６ｂ テーブル加圧シリンダ、
６ｃ，７ａ，８ｂ テーブル、６ｄ 上パンチ突き当て部、７ 成形体脱粉ユニット、
７ｂ エアシリンダ、７ｃ ノズル、７ｄ 吸塵ダクト、８ 段積みユニット、
９ 金型脱粉／金型セットユニット、１０ 搬送金型、１０ パレット、
１０，１０ｃ，１０ｊ ホルダー、１０ｄ コア、１０ｅ 下パンチ、１０ｆ ダイ、
１０ｇ 上パンチ、１０ｈ キャビティ、１１ 磁性粉末、１３成形体。

Claims (8)

1. ダイと、上記ダイ内部に挿入され、リング状の空間を上記ダイとの間で形成するコアと、上記空間の下部を閉塞して磁性粉末が供給・充填されるキャビティを形成する下パンチと、上記キャビティ内の磁性粉末を加圧するための上パンチを具備するとともに、搬送可能な搬送金型と、
   上記キャビティ内に上記磁性粉末を供給・充填する給粉・充填ユニットと、
   上記キャビティ内で加圧される上記磁性粉末に上記加圧方向と直交するラジアル方向に磁場をかけながら配向を行い、ラジアル配向された成形体を成形する磁場成形ユニットと、
   上記成形体を上記搬送金型から抜き出す脱型ユニットと、
   上記搬送金型から抜き出した成形体をその軸方向に複数段に積層する段積みユニットとを備え、
   上記搬送金型を順次、上記供給・充填ユニット、上記磁場成形ユニット、脱型ユニット及び段積みユニットへ搬送し、上記各ユニットにおける工程を実施できるように上記各ユニットを配置していることを特徴とする永久磁石成形装置。
2. 上記搬送金型は、パレットと、上記パレットに載置された第１のホルダー及び第２のホルダーとを備え、上記下パンチ及びコアは上記第１のホルダー上に載置されるように構成され、上記ダイは上記下パンチ及び第２のホルダー上に載置されるように構成され、上記パレットと上記第１のホルダー及び第２のホルダー、上記第１のホルダーと上記下パンチ、及び上記下パンチと上記ダイ、及び上記第２のホルダーと上記上パンチとの位置及び方向を決める位置決め機構が設けられていることを特徴とする請求項１記載の永久磁石成形装置。
3. 上記上パンチを上記コアに挿入し、上記キャビティに嵌め合わせる上パンチセットユニットを備えたことを特徴とする請求項１記載の永久磁石成形装置。
4. 上記コアは、その先端の直径が、上記キャビティ内における直径より０．０２〜１ｍｍ小さくテーパ形状になっていることを特徴とする請求項１記載の永久磁石成形装置。
5. 上記脱型ユニットは、上記下パンチ、コア、ダイ、上パンチ及び成形体を押し上げて上記成形体を加圧する成形体加圧機構と、上記ダイを押し上げるダイ押し上げ機構とを備えたことを特徴とする請求項１記載の永久磁石成形装置。
6. 上記脱型ユニットにおける工程の途中で上記成形体に付着した上記磁性粉末を除去する成形体脱粉ユニットを備えたことを特徴とする請求項１記載の永久磁石成形装置。
7. 上記成形体が抜き出された後の上記搬送金型に付着する磁性粉末を除去する金型脱粉ユニットを備えたことを特徴とする請求項１記載の永久磁石成形装置。
8. 上記成形体が抜き出された後の上記搬送金型における上記ダイ、コア、下パンチ及び上パンチを再配置する金型セットユニットを備えたことを特徴とする請求項１記載の永久磁石成形装置。
   

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