JP2005268386A - Ring type sintered magnet and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a ring type sintered magnet having excellent shape accuracy with a manufacturing method of good productivity. <P>SOLUTION: The manufacturing method comprises the steps of forming a ring-shaped molded body by laminating, in the axial direction, a plurality of ring-shaped preliminary molded body 102 to which radial orientation is implemented, forming a ring-shaped sintered body 300 by sintering the ring-shaped molded body and coupling the ring-shaped preliminary molded bodies 102 with the sintering process, and dividing the ring-shaped sintered body 300. For example, a projected portion 103 is formed so that joining strength after the sintering process becomes weaker than that of the other boundaries at the particular boundary between the ring-shaped preliminary molded bodies 102 and the ring type sintered magnet 100 is formed with division at the boundary having the projected portion 103 of weak joining strength after the sintering process. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、小型モータ等に用いられているラジアル配向のリング型焼結磁石およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a radially oriented ring-type sintered magnet used for a small motor or the like and a method for manufacturing the same.

永久磁石を用いたモータとしてラジアル異方性リング型磁石が適用されている。小型で高い出力を得、また慣性の小さいモータを得るために、軸方向に長いリング型磁石が使用される。   A radial anisotropic ring magnet is applied as a motor using a permanent magnet. In order to obtain a small motor with high output and low inertia, a ring magnet that is long in the axial direction is used.

一般に、軸方向に長いリング状の磁石を磁場成形する場合、配向磁場強度が十分に得られず、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。   In general, when a ring-shaped magnet that is long in the axial direction is magnetically shaped, there is a problem that the orientation magnetic field strength cannot be sufficiently obtained, the orientation rate of the magnetic powder is lowered, and high magnetic properties cannot be obtained.

リング磁石をラジアル配向する場合、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径部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(ダイ内径)をDd、リング磁石の高さ(ダイ高さ)をH、金型のコアを通過する磁束磁束密度をBc、ダイ内径部を通過する磁束密度をBdとすると、式(1)の関係が成り立つ。   When the ring magnet is radially oriented, the magnetic flux that passes through the core of the mold that forms the magnetic powder in a ring shape is equal to the magnetic flux that passes through the inner diameter of the die, so the inner diameter of the ring magnet (the core diameter of the mold) Di, the outer diameter of the ring magnet (die inner diameter) is Dd, the height of the ring magnet (die height) is H, the magnetic flux density passing through the core of the mold is Bc, and the magnetic flux density passing through the inner diameter part of the die is Bd Then, the relationship of Formula (1) is established.

2×π/4×Di×Bc=π×Dd×H×Bd・・・(1) 2 × π / 4 × Di 2 × Bc = π × Dd × H × Bd (1)

金型のコアにS45C等の鋼材を用いた場合、飽和磁束密度は1.5T程度なので、上記(1)式において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=1.0となり、上記の式(1)から磁場配向成形できるリング磁石の高さHは式(2)となる。   When a steel material such as S45C is used for the core of the mold, the saturation magnetic flux density is about 1.5T. Therefore, when Bc = 1.5 in the above equation (1) and the magnetic field necessary for the magnetic field orientation is 1.0T or more. Bd = 1.0, and the height H of the ring magnet that can be magnetically oriented shaped from the above equation (1) is expressed by equation (2).

H=3Di/4Dd・・・(2) H = 3Di 2 / 4Dd (2)

一般的には式(2)の値H以上の軸長のリング磁石を磁場成形する場合、配向性の低下が問題となる。なお、本明細書で軸長の長いリング状の磁石とは高さHが上記の式(2)のよりも大きい場合を意味する。   In general, when a ring magnet having an axial length equal to or greater than the value H in Expression (2) is magnetically formed, a decrease in orientation is a problem. In the present specification, a ring-shaped magnet having a long axial length means a case where the height H is larger than that of the above formula (2).

そこで、従来は磁場成形が十分可能な範囲の軸長の短い磁石を製作し、それを接着剤などで接合し、必要な軸長の磁石を製造していた。   Therefore, conventionally, a magnet having a short axial length that can be sufficiently formed by a magnetic field is manufactured and bonded with an adhesive or the like to manufacture a magnet having a required axial length.

従来、磁場配向できる範囲(軸長)で磁石成形体を成形し、成形体を金型内で順次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)。   Conventionally, a method has been proposed in which a magnet molded body is formed within a range (axial length) in which magnetic field orientation can be performed, and the molded body is sequentially stacked in a mold to form a magnet having a required axial length (for example, Patent Document 1). reference).

一方、リング磁石成形体を焼結する際に、成形体は20〜30%寸法が収縮するが、成形体内の密度不均一や配向方向とそれ以外の方向の焼結収縮率の違いや焼結トレイとの摩擦の影響で、均一に収縮せず、変形してしまうという課題がある。   On the other hand, when the ring magnet compact is sintered, the compact shrinks by 20 to 30%, but the density in the compact is uneven, the difference in the sintering shrinkage between the orientation direction and the other direction, and the sintering. There is a problem that deformation does not occur evenly due to the effect of friction with the tray.

この課題を解決するために、従来、リング磁石成形体を拘束治具とともに焼結し、拘束治具に添わせることで焼結時の変形を抑制する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In order to solve this problem, conventionally, a method has been proposed in which a ring magnet molded body is sintered together with a restraining jig and the deformation at the time of sintering is suppressed by being attached to the restraining jig (for example, Patent Documents). 2).

特開平2−281721号公報JP-A-2-281721 特開2001−335808号公報JP 2001-335808 A

上記特許文献1の方法は、電磁コイルを内蔵した粉末成形プレス内に所要の金型をセットし、給粉・充填(金型に材料を供給)、磁場成形(磁場中で圧縮成形、脱磁)、脱型(金型から成形体を取り出す)、取り出し(成形体を磁場成形機から取り出し容器に収納する)といった工程を繰り返すことで成形品を順次製造するので、生産性が悪くなる。さらに磁場成形機内ですべての処理を行うため、各動作には制限が多い。また、下層ほど加圧される回数が多くなり、配向が乱れ、磁気特性が低下することは免れない。さらに各層の境界部は下層の成形体の影響で磁気特性が低下するといった問題がある。   In the method of Patent Document 1, a required mold is set in a powder molding press incorporating an electromagnetic coil, and powder supply / filling (material is supplied to the mold), magnetic field molding (compression molding, demagnetization in a magnetic field). ), Demolding (removing the molded body from the mold), and taking out (removing the molded body from the magnetic field molding machine and storing it in the container) to sequentially manufacture the molded product, resulting in poor productivity. Furthermore, since all processes are performed in the magnetic field molding machine, there are many restrictions on each operation. Moreover, the lower the number of pressurizations, the more the orientation is disturbed and the magnetic properties are unavoidable. Furthermore, the boundary part of each layer has a problem that the magnetic properties are deteriorated due to the effect of the molded article in the lower layer.

また、上記特許文献2の方法では、消耗品の拘束治具が必要であることや、拘束治具とリング磁石成形体の中心位置を正確に合わせてセットする必要があるなど生産性が悪いといった問題点がある。さらに焼結時に成形体は焼結治具(セッター)の上に置かれて焼結されるが、成形体下部はセッターとの摩擦のために焼結収縮が阻害され、特に変形が大きくなる。   In addition, the method of the above-mentioned Patent Document 2 is inferior in productivity because it requires a constrained constraining jig, and it is necessary to set the constraining jig and the center position of the ring magnet molded body accurately. There is a problem. Further, during the sintering, the molded body is placed on a sintering jig (setter) and sintered, but the lower part of the molded body is inhibited from shrinkage due to friction with the setter, and the deformation becomes particularly large.

この発明は上記のような従来の課題を解消するためになされたものであり、形状精度の良好なリング型焼結磁石を、生産性の良い製造方法で製作することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to manufacture a ring-type sintered magnet with good shape accuracy by a manufacturing method with high productivity.

この発明のリング型焼結磁石の製造方法は、ラジアル配向が施された複数のリング状予備成形体を軸方向に積み重ねてリング状成形体とする工程と、リング状成形体を焼結してリング状焼結体とすると共に、リング状予備成形体同士を焼結により結合する工程と、リング状焼結体を分断する工程を備え、リング状予備成形体間の特定の境界において焼結後の接合強度が他の境界の接合強度より弱くなるようにし、焼結後に接合強度の弱い境界で分断してリング型焼結磁石を作成することを特徴とする。   The method for producing a ring-shaped sintered magnet according to the present invention includes a step of stacking a plurality of ring-shaped preforms having a radial orientation in the axial direction to form a ring-shaped molded body, and sintering the ring-shaped molded body. After sintering at a specific boundary between the ring-shaped preforms, including a ring-shaped sintered body, a step of joining the ring-shaped preforms together by sintering, and a step of dividing the ring-shaped sintered body The ring-shaped sintered magnet is produced by making the bonding strength of the lower than the bonding strength of the other boundary, and dividing at a boundary where the bonding strength is weak after sintering.

この発明のリング型焼結磁石の製造方法によれば、焼結工程で一体化した数個分のリング型焼結磁石を一体で取り扱うことできるので、下記の効果を得る。すなわち、リング型焼結磁石数個分を一体でハンドリングできるので、効率よく工程間を搬送できる。また、リング型焼結磁石数個分を一体で内径加工、および外径加工できるので、加工の効率が向上する。また、リング型焼結磁石数個分を一体で表面処理することができるので、処理効率が向上する。更に、形状精度の良好なリング状磁石焼結体が得られる。   According to the method for producing a ring-type sintered magnet of the present invention, since several ring-type sintered magnets integrated in the sintering process can be handled as one body, the following effects are obtained. That is, since several ring-type sintered magnets can be handled as one body, it can be efficiently transported between processes. In addition, since the inner and outer diameters of several ring-type sintered magnets can be integrally formed, the processing efficiency is improved. Further, since several ring-type sintered magnets can be integrally surface-treated, the processing efficiency is improved. Furthermore, a ring-shaped magnet sintered body with good shape accuracy can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施の形態1.
(1)実施の形態1のリング型焼結磁石の構成
図1はこの発明の実施の形態1によるリング型焼結磁石を示す斜視図である。図1において、本実施の形態のリング型焼結磁石100は、ラジアル配向された磁性粉末からなるリング状予備成形体102を軸方向に複数段(図の場合は3段構成である)積層し、焼結によって各リング状予備成形体102同士を結合したものである。ここで、リング状予備成形体102同士は境界101を介して焼結一体化されている。そして、本実施の形態においては、複数段のリング状予備成形体102のうち最上段部のリング状予備成形体102の上面にリング状の凸形状部103が形成されている。なお、図示はしていないが、この凸形状部103の側面には先端部に向かってテーパが形成されていることが好ましい。
Embodiment 1 FIG.
(1) Configuration of Ring-Type Sintered Magnet of Embodiment 1 FIG. 1 is a perspective view showing a ring-type sintered magnet according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a ring-shaped sintered magnet 100 according to the present embodiment is formed by laminating a ring-shaped preform 102 made of radially oriented magnetic powder in the axial direction in a plurality of stages (in the figure, a three-stage configuration). The ring-shaped preforms 102 are bonded together by sintering. Here, the ring-shaped preforms 102 are sintered and integrated via the boundary 101. And in this Embodiment, the ring-shaped convex-shaped part 103 is formed in the upper surface of the ring-shaped preform 120 of the uppermost step part among the ring-shaped preforms 102 of several steps. Although not shown, it is preferable that the side surface of the convex portion 103 is tapered toward the tip.

(2)実施の形態1のリング型焼結磁石の製造方法
ラジアル配向されたリング磁石は所要の配向磁場を形成するために1回に磁場成形できる軸長が制限される。軸長の長いラジアル配向リング磁石を製造するには、ラジアル配向が可能な軸長のリング状の予備成形体102を磁場配向成形し、それを金型から取り出した後に軸方向に複数個積み重ね、焼結工程により一体化する方法が採られている。
(2) Method for Producing Ring-Type Sintered Magnet of Embodiment 1 The axial length of a radially oriented ring magnet that can be magnetically formed at one time is limited in order to form a required orientation magnetic field. In order to manufacture a radially oriented ring magnet having a long axial length, a ring-shaped preform 102 having an axial length capable of radial orientation is subjected to magnetic field orientation molding, and after taking it out of a mold, a plurality of the axially oriented preforms are stacked in the axial direction. The method of integrating by a sintering process is taken.

本実施の形態によるリング型焼結磁石の製造方法は、図2に示すように、1個のリング型焼結磁石を得るために必要な数量以上のリング状予備成形体102を積み重ねる。そして、複数段のリング状予備成形体102のうち特定のリング状予備成形体102の上部端面にリング状の凸形状部103を設ける。そして、図2の状態で焼結、熱処理を行い、リング状予備成形体102同士の境界を焼結一体化させて、リング状焼結体300を得る。リング状予備成形体102の境界は焼結により一体化するが、凸形状部103を有する境界は、リング状予備成形体102同士の接触面積が小さいため、他の境界よりも接合強度が小さくなっている。   In the method for manufacturing a ring-type sintered magnet according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the number of ring-shaped preforms 102 required for obtaining one ring-type sintered magnet is stacked. And the ring-shaped convex-shaped part 103 is provided in the upper end surface of the specific ring-shaped preform 120 among the multistage ring-shaped preforms 102. Then, sintering and heat treatment are performed in the state of FIG. 2, and the boundary between the ring-shaped preforms 102 is sintered and integrated to obtain a ring-shaped sintered body 300. The boundary of the ring-shaped preform 102 is integrated by sintering, but the boundary having the convex portion 103 has a smaller contact area between the ring-shaped preforms 102, so the bonding strength is smaller than the other boundaries. ing.

そして、焼結一体化したリング状焼結体300(図2の状態)の内径部と外径部に仕上げ加工を施した後、腐食防止用に表面処理を施したリング状焼結体300の境界部に機械的な曲げ応力を加えると、図3に示すように、凸形状部103を有する境界部で分断されたリング型焼結磁石100が得られる。また、機械的な外力を加えなくても、着磁のためのパルス磁界を掛けるだけで着磁時の衝撃により、上記特定の境界部を分断することもできる。   Then, after finishing the inner and outer diameter parts of the sintered sintered ring-shaped sintered body 300 (state shown in FIG. 2), the ring-shaped sintered body 300 subjected to surface treatment for corrosion prevention is processed. When mechanical bending stress is applied to the boundary portion, as shown in FIG. 3, a ring-type sintered magnet 100 divided at the boundary portion having the convex portion 103 is obtained. Further, even if a mechanical external force is not applied, the specific boundary portion can be divided by an impact during magnetization only by applying a pulse magnetic field for magnetization.

なお、リング状焼結体300の内径部の仕上げ加工は分断後に施してもよい。さらに、下記のように本実施の形態のリング状焼結体300は形状精度が良好であるので、内径部には仕上げ加工を施さずにロータシャフトと接着することもできる。   In addition, you may give the finishing process of the internal diameter part of the ring-shaped sintered compact 300 after parting. Further, since the ring-shaped sintered body 300 of the present embodiment has good shape accuracy as described below, the inner diameter portion can be bonded to the rotor shaft without finishing.

図4は上記分断された1個のリング型焼結磁石100の断面図であり、図5は図4のリング型焼結磁石をロータシャフト200に接着した断面図を示す。図4に示すように、図の太線部105には表面処理が施されているが、分断された境界部(凸形状部103の端面又は凸形状部103が接続されていた端面)には表面処理が施されていない。しかしながら、ロータシャフト200に接着する工程で表面処理が施されていない領域はすべて、接着剤(図5の斜線部)210で覆われるので、そこからリング型焼結磁石100の腐食が進行することはない。   4 is a cross-sectional view of one of the divided ring-type sintered magnets 100, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the ring-type sintered magnet of FIG. As shown in FIG. 4, the thick line portion 105 in the figure is subjected to surface treatment, but the divided boundary portion (the end surface of the convex shape portion 103 or the end surface to which the convex shape portion 103 is connected) has a surface. It has not been processed. However, since all the areas that have not been surface-treated in the process of bonding to the rotor shaft 200 are covered with the adhesive (shaded portion in FIG. 5) 210, the corrosion of the ring-type sintered magnet 100 proceeds from there. There is no.

一般に、成形体を焼結処理する場合、成形体は敷き粉の敷かれたトレイ上に置かれて焼結用の炉に投入される。敷き粉は焼結体とトレイが接合するのを防止するために使用される。また、焼結収縮時に成形体(焼結体)とトレイの摩擦を低減し、焼結変形を抑制するために用いられる。しかしながら、リング状の成形体を焼結する場合、敷き粉だけではトレイとの摩擦による焼結収縮阻害を抑制しきれず、焼結収縮により変形が起こってしまい、トレイと接している成形体下部が楕円形に変形する、または寸法が大きくなるといった不良が発生することがある。   Generally, when a molded body is subjected to a sintering treatment, the molded body is placed on a tray on which a spreader is spread and placed in a sintering furnace. The bedding powder is used to prevent the sintered body and the tray from joining. Further, it is used to reduce the friction between the compact (sintered body) and the tray during sintering shrinkage and suppress the sintering deformation. However, when sintering a ring-shaped molded body, the spread powder alone cannot suppress inhibition of sintering shrinkage due to friction with the tray, and deformation occurs due to sintering shrinkage, and the lower part of the molded body in contact with the tray is Defects such as deformation into an ellipse or an increase in dimensions may occur.

本実施の形態のリング状焼結体は軸方向に数個分のリング状予備成形体を積み重ねているので、焼結収縮により変形が起こるのは最下段のみで、上部は形状精度の良好なリング形状となる。したがって、例えば、最下段のリング状予備成形体の内径を収縮変形が起こっても仕上げ加工できるだけの取り代を確保できるように小さくして成形すれば、最下段のみ、加工の取り代は大きくなるが、全体としては形状精度の良好なリング型焼結磁石が得られる。   Since the ring-shaped sintered body of the present embodiment has several ring-shaped preforms stacked in the axial direction, deformation is caused by sintering shrinkage only at the bottom stage, and the upper part has good shape accuracy. It becomes a ring shape. Therefore, for example, if the inner diameter of the lowermost ring-shaped preform is reduced and formed so as to ensure a machining allowance sufficient for finishing even if shrinkage deformation occurs, the machining allowance increases only in the lowermost stage. However, as a whole, a ring-type sintered magnet with good shape accuracy can be obtained.

以上のように、焼結工程で一体化した数個分のリング型焼結磁石を一体で取り扱うことで下記の効果(a)〜(d)がある。
(a)リング型焼結磁石数個分を一体でハンドリングできるので、効率よく工程間を搬送できる。
(b)リング型焼結磁石数個分を一体で内径加工および外径加工できるので、加工の効率が向上する。
(c)リング型焼結磁石数個分を一体で表面処理することができるので、処理効率が向上する。
(d)形状精度の良好なリング状磁石焼結体が得られる。
As described above, the following effects (a) to (d) are obtained by integrally handling several ring-type sintered magnets integrated in the sintering process.
(A) Since several ring-type sintered magnets can be handled integrally, it can be efficiently transported between processes.
(B) Since several ring-type sintered magnets can be integrally processed with an inner diameter and an outer diameter, the processing efficiency is improved.
(C) Since several ring-type sintered magnets can be integrally surface-treated, the processing efficiency is improved.
(D) A ring-shaped magnet sintered body with good shape accuracy is obtained.

上記構成において、リング状予備成形体の上端面に形成される凸形状部103は、図示のようなものに限らず、特定のリング状予備成形体の境界の接触面積を減らす形状であれば、その形を問わない。例えば、リング状で円形断面のもの、周方向に点在する凸形状などが考えられる。また、凸形状に限らず、接触面積を減らすために凹形状にしても良い。さらに、リング状予備成形体の上端面に限らず、リング状予備成形体の下端面に凸又は凹形状が形成されていてもよい。さらにリング状予備成形体の上端面、下端面の両方に凸又は凹形状が形成されていてもよい。   In the above configuration, the convex portion 103 formed on the upper end surface of the ring-shaped preform is not limited to the shape shown in the figure, and if the shape reduces the contact area at the boundary of a specific ring-shaped preform, It doesn't matter what it is. For example, a ring shape having a circular cross section, a convex shape dotted in the circumferential direction, and the like are conceivable. Further, the shape is not limited to a convex shape, and may be a concave shape in order to reduce the contact area. Furthermore, not only the upper end surface of the ring-shaped preform, but also a convex or concave shape may be formed on the lower end surface of the ring-shaped preform. Furthermore, convex or concave shapes may be formed on both the upper end surface and the lower end surface of the ring-shaped preform.

(3)実施の形態1のリング型焼結磁石の具体的な製造工程
次に、本実施の形態のリング型焼結磁石の具体的な製造工程について説明する。永久磁石材料はNd、Dy、Fe、Bを含むネオジ磁石合金を用いる。ネオジ磁石合金に水素吸蔵処理、ジェットミルを用いた微粉砕処理を施し、平均粒径が約5μmの微粉末を得る。これを原料にして1段分のリング状予備成形体を成形する。
(3) Specific Manufacturing Process of Ring-Type Sintered Magnet of Embodiment 1 Next, a specific manufacturing process of the ring-type sintered magnet of the present embodiment will be described. As the permanent magnet material, a neodymium alloy containing Nd, Dy, Fe and B is used. The neodymium alloy is subjected to hydrogen storage treatment and fine pulverization using a jet mill to obtain fine powder having an average particle size of about 5 μm. Using this as a raw material, a one-stage ring-shaped preform is formed.

図6はリング状予備成形体を成形するための製造装置の構成を示す。この製造装置は、搬送金型10を搬送するベルトコンベア2と、搬送金型10の円筒状キャビティ内に、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、搬送金型10のキャビティ内の磁性粉末を加圧するための上パンチを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で磁性粉末の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状予備成形体を搬送金型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状予備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状予備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を備えている。   FIG. 6 shows a configuration of a manufacturing apparatus for forming a ring-shaped preform. This manufacturing apparatus includes a belt conveyor 2 that conveys a conveyance mold 10, a powder supply / filling unit 3 that measures and supplies magnetic powder into a cylindrical cavity of the conveyance mold 10, and a conveyance mold 10. Magnetic field of magnetic powder by a punch set unit 4 for setting the upper punch to pressurize the magnetic powder in the cavity of the mold and a state where the upper punch is set and ready for pressure forming. A magnetic field forming unit 5 for performing pressure forming, a demolding unit 6 for extracting the ring-shaped preform formed by magnetic field press-molding from the conveying mold 10, and an extra attached to the extracted ring-shaped preform. The compact body de-dusting unit 7 for removing magnetic powder, the stacking unit 8 for stacking the ring-shaped preform formed by magnetic field pressure molding, and the magnetic powder adhering to the conveying mold 10 are removed. And a mold removing powder / die set unit 9 to be set in the transport state the conveying molds 10.

搬送金型10は、図7に示すように、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第1のホルダー10bと、柱上のコア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と共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、第2のホルダー10jに保持された上パンチ10gを備えている。   As shown in FIG. 7, the conveying mold 10 includes a pallet 10a that moves on the belt conveyor 2, a first holder 10b that holds a lower mold portion, a core 10d on a pillar, a lower punch 10e, A core 10d is disposed at the center, and a lower punch 10e and a die 10f that forms a cavity 10h to which magnetic powder is supplied together with the core 10d, and an upper punch 10g held by a second holder 10j are provided.

図8は上パンチ10gの形状を示す断面図である。上パンチ10gは後述するようにキャビティ内の磁性粉末を上側から加圧する役割を果たす。本実施の形態の上パンチ10gは、その下端面が、図8(a)に示すようにフラットな形状のものと、図8(b)に示すように凹部g1が形成されているものと、図8(c)に示すようにテーパ状の凹部g2が形成されているものがある。図8(a)の上パンチ10gは上端面がフラットな形状のリング状予備成形体102を形成するためのものであり、図8(b)の上パンチ10gは上端面に凸形状部を有するリング状予備成形体を形成するためのものであり、図8(c)の上パンチ10gは上端面にテーパ状の凸形状部を有するリング状予備成形体を形成するためのものである。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing the shape of the upper punch 10g. As will be described later, the upper punch 10g serves to pressurize the magnetic powder in the cavity from above. The upper punch 10g of the present embodiment has a flat bottom end surface as shown in FIG. 8 (a) and a recess g1 formed as shown in FIG. 8 (b). As shown in FIG.8 (c), there exists a thing in which the taper-shaped recessed part g2 is formed. The upper punch 10g in FIG. 8A is for forming a ring-shaped preform 102 having a flat upper end surface, and the upper punch 10g in FIG. 8B has a convex portion on the upper end surface. The upper punch 10g in FIG. 8C is for forming a ring-shaped preform having a tapered convex portion on the upper end surface.

搬送金型10は最初に給粉・充填ユニット3に送られる。図9は給粉・充填ユニット及びその動作を説明する断面図であり、図9(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ネオジ磁石合金等の磁性粉末11を計量しながら容器3cに収納する。図9(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に導くロート状の給粉冶具3aとキャビティに供給した磁性粉末11を撹拌する羽根状冶具(図示せず)を搬送金型10のダイ10fにセットした後、容器3cを給粉冶具3aの位置まで移動して、回転させて傾け、容器3c内の磁性粉末11を給粉冶具3aに供給する。次に、給粉冶具3aに振動機構3bで振動を与えて給粉冶具3a上の全ての磁性粉末11をキャビティ10h内に移し、上記羽根状冶具の羽根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根を上昇させてキャビティ内の磁性粉末を充填する。上記羽根を回転させて磁性粉末11を充填することにより、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10h中に磁性粉末11が均一に充填される。   The conveyance mold 10 is first sent to the powder supply / filling unit 3. FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the powder supply / filling unit and its operation. In the magnetic powder measuring step of FIG. 9 (a), a magnetic powder such as a neodymium alloy having a constant weight is used by using a vibration feeder and a weight meter. 11 is weighed and stored in the container 3c. 9 (b) and 9 (c), a funnel-shaped powder feeding jig 3a that guides the magnetic powder 11 to the cavity 10h of the conveying mold 10 and a blade-shaped jig (stirring the magnetic powder 11 supplied to the cavity). (Not shown) is set on the die 10f of the conveyance mold 10, and the container 3c is moved to the position of the powder feeding jig 3a, rotated and tilted, and the magnetic powder 11 in the container 3c is supplied to the powder feeding jig 3a. To do. Next, the powder feeding jig 3a is vibrated by the vibration mechanism 3b to transfer all the magnetic powder 11 on the powder feeding jig 3a into the cavity 10h, and the blades of the blade-like jig are rotated to rotate the magnetic powder in the cavity 10h. While stirring 11, the blade is raised to fill the magnetic powder in the cavity. By rotating the blade and filling the magnetic powder 11, the cavity in the magnetic powder in the cavity or the bridge of the magnetic powder 11 is broken, and the magnetic powder 11 is uniformly filled in the cavity 10 h.

キャビティ10h内に磁性粉末11が充填された搬送金型10はパンチセットユニット4に送られる。パンチセットユニット4は、図10に示すように、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(図示せず)を備えている。このパンチセットユニット4により、上パンチ10gでキャビティー内の磁性粉末を加圧できる状態に搬送金型10をセットすることができる。   The conveyance mold 10 in which the magnetic powder 11 is filled in the cavity 10 h is sent to the punch set unit 4. As shown in FIG. 10, the punch set unit 4 includes a hand 4a that catches the upper punch 10g and a moving mechanism (not shown) that moves the hand 4a up and down and moves the caught upper punch 10g. With this punch set unit 4, the transport mold 10 can be set in a state in which the magnetic powder in the cavity can be pressurized with the upper punch 10 g.

まず、図10(a)に示すように、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る。そして、図10(b)に示すように、ハンド4aが下降し、上パンチ10gをキャッチングする。次に、図10(c)に示すように、ハンド4aは上パンチ10gを持ち上げて、下型の方へ移動し、図10(d)に示すように、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はキャビティーに嵌り合う。コア10dの上端部の直径は、キャビティー内における直径より0.2mm小さく、3゜のテーパが付与されているので、上パンチ挿入時にパレット10aとハンド4aの位置に0.1mm未満のずれがあっても、コア10dに上パンチ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。   First, as shown in FIG. 10A, the pallet 10a is conveyed to the stage of the punch set unit 4 and positioned at a specified position. And as shown in FIG.10 (b), the hand 4a descend | falls and catches the upper punch 10g. Next, as shown in FIG. 10 (c), the hand 4a lifts the upper punch 10g and moves toward the lower die, and as shown in FIG. 10 (d), the hand 4a descends to place the upper punch 10g into the core 10d. The upper punch 10g is released, and the upper punch 10g fits into the cavity. Since the diameter of the upper end of the core 10d is 0.2 mm smaller than the diameter in the cavity and a taper of 3 ° is given, the position of the pallet 10a and the hand 4a is displaced by less than 0.1 mm when the upper punch is inserted. Even if it exists, the defect that the upper punch 10g cannot be inserted into the core 10d does not occur. Next, after releasing the upper punch 10g, the hand 4a rises and moves to the original position.

次に、搬送金型は磁場成形ステージに送られる。図11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12は加圧子の構造を示す断面図、図13はバックコアの構成を示す図である。   Next, the conveyance mold is sent to the magnetic field forming stage. 11 is a cross-sectional view illustrating the configuration and operation of the magnetic field forming unit, FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating the structure of the pressurizer, and FIG. 13 is a view illustrating the configuration of the back core.

図6に示したように、磁場成形ステージは、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2上のパレット10a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11に示すように、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上側及び下側電磁コイル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形機構5bと、上側電磁コイル5a及び圧縮成形機構5bを含む上側フレームを昇降させる上下駆動機構と、リング型弾性部材5jと、図示し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。   As shown in FIG. 6, the magnetic field forming stage transfers the transfer mold 10 on which the upper punch 10g is set from the pallet 10a on the belt conveyor 2 to the magnetic field forming unit 5, and after the magnetic field forming on the belt conveyor 2. A transfer mechanism 5h for returning to the pallet 10a is provided. As shown in FIG. 11, the magnetic field forming unit 5 includes upper and lower electromagnetic coils 5a (fixed to a frame) that generate an alignment magnetic field for aligning magnetic powder, an upper electromagnetic coil 5a, and an upper punch 10g. It is driven by a compression molding mechanism 5b that raises and lowers a pressurizer 5c that pressurizes, a vertical drive mechanism that raises and lowers an upper frame including the upper electromagnetic coil 5a and the compression molding mechanism 5b, a ring-type elastic member 5j, and an air cylinder (not shown). And a back yoke 5d in contact with the die 10f.

図12に示すように、加圧子5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内部へ窪む様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。   As shown in FIG. 12, the pressurizer 5 includes a punch pressurizing unit 5e that pressurizes the upper punch, a movable rod 5f that moves so as to be recessed into the punch pressurizing unit 5e, a back surface of the movable rod 5f, and a punch press. A spring 5g is provided between the inner surface of the pressure portion 5e and presses the movable rod 5f against the core 10d.

また、図13に示すように、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対の強磁性体である。バックヨーク5dは、その厚みの中心がダイ10fの厚みの中心と一致するように設置され、ダイ10fの方向に移動して当接する。   As shown in FIG. 13, the back yoke 5d is a pair of ferromagnetic bodies having semicircular recesses that fit into the outer diameter of the die 10f. The back yoke 5d is installed so that the center of the thickness thereof coincides with the center of the thickness of the die 10f, and moves in the direction of the die 10f and comes into contact therewith.

搬送金型10がパンチセットユニット4からベルトコンベア2で磁場成形ユニット5へ搬送されると、図11(a)に示すように、金型部が、ホルダ10bとともに移載機構5h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11(b)に示すように、上下駆動機構が作動し、電磁コイル5a及び加圧子5c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、上部フレームの下部に取り付けられたリング型弾性部材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が接近し、ダイ10fの外周部に密着する。次に、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共に、図11(c)に示すように加圧子5cが下降し、上パンチ10gが加圧され、キャビティ内の磁性粉末を圧縮成形することにより、ラジアル配向されたリング状予備成形体が得られる。圧縮成形圧力は10〜100MPa、好ましくは40MPaとし、配向磁場は1T以上にする。   When the transport mold 10 is transported from the punch set unit 4 to the magnetic field forming unit 5 by the belt conveyor 2, the mold part is moved from the pallet 10a by the transfer mechanism 5h together with the holder 10b as shown in FIG. It is transferred to the forming part of the magnetic field forming unit 5. Next, as shown in FIG. 11B, the vertical drive mechanism is activated, the electromagnetic coil 5a and the pressurizer 5c are lowered, the upper and lower frames are fixed by the chucking function, and the upper frame The die 10f is fixed by a ring-type elastic member 5j attached to the lower part. Thereafter, the back yoke 5d approaches from both sides of the die 10f and comes into close contact with the outer peripheral portion of the die 10f. Next, a current flows through the electromagnetic coil 5a to generate a radial orientation magnetic field, and as shown in FIG. 11 (c), the pressurizer 5c is lowered, the upper punch 10g is pressurized, and the magnetic powder in the cavity is removed. By performing compression molding, a radially oriented ring-shaped preform is obtained. The compression molding pressure is 10 to 100 MPa, preferably 40 MPa, and the orientation magnetic field is 1 T or more.

図14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10dを通ってコア10dに入る。下パンチ10e及び上パンチ10gは非磁性体である。   FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state of magnetic flux in the radial orientation. The magnetic field generated by the upper coil 5a becomes a magnetic flux, passes through the pressurizer 5c, which is a ferromagnetic material, enters the movable rod 5f, which is also a ferromagnetic material, and the magnetic field generated by the lower coil 5a is strong. It enters the core 10d through the holder 10d which is a magnetic body. The lower punch 10e and the upper punch 10g are nonmagnetic materials.

図14に示すように、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。   As shown in FIG. 14, the magnetic flux indicated by the broken-line arrow passes through the movable rod 5f and the core 10d, which are ferromagnetic materials, passes through the cavity 10h of the die 10f, which is a ferromagnetic material, in the radial direction, and radially enters the cavity 10h. An orientation magnetic field is formed.

ラジアル配向されたリング状予備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。   The radially oriented ring-shaped preform is returned by the transfer mechanism 5h onto the pallet 10a together with the conveyance mold.

上記磁場成形ステージで、磁場成形時の配向磁場の強度は、電磁コイル5aに流す電流の大きさで制御できる。各リング状予備成形体(段部)の成形毎に電磁コイル5aの電流を調整することにより、各々のリング状予備成形体(段部)の配向率を制御することができる。これにより、実施の形態1〜3で説明した所定の磁気特性を有するリング状予備成形体(段部)を成形することができる。   In the magnetic field shaping stage, the strength of the orientation magnetic field at the time of magnetic field shaping can be controlled by the magnitude of the current flowing through the electromagnetic coil 5a. The orientation rate of each ring-shaped preform (step) can be controlled by adjusting the current of the electromagnetic coil 5a every time each ring-shaped preform (step) is formed. Thereby, the ring-shaped preform (step part) which has the predetermined magnetic characteristic demonstrated in Embodiment 1-3 can be shape | molded.

次に、搬送金型は脱型ステージに送られる。図15は、脱型ユニットの構成を示す断面図(b)及びA−Aの方向から見た平面図(a)である。脱型ユニットは、リング状予備成形体102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。   Next, the conveyance mold is sent to a demolding stage. FIG. 15: is sectional drawing (b) which shows the structure of a mold release unit, and the top view (a) seen from the direction of AA. The demolding unit includes a molded body pressurizing mechanism including an air cylinder 6a for pressing the ring-shaped preform 102 and an upper punch abutting portion 6d, a table 6c for pushing the die 10f upward, an air cylinder 6b, and the like. A die push-up mechanism.

図16は脱型プロセスを説明するための断面図である。図16(a)に示すように、リング状予備成形体102を含む搬送金型を載せたパレット10aは、ベルトコンベア2により脱型ユニット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に当たり、リング状予備成形体102が加圧される。加圧力は0.1〜1MPaとする。次に、図16(b)に示すように、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、リング状予備成形体102がダイ10fから抜き出される。次に、図16(c)に示すように、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上に置かれた第2のホルダー10jに載置される位置まで移動し、テーブル加圧シリンダ6bが作動し、テーブル6cが下降して第2のホルダー10j上にダイ10fが載置される。   FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining the demolding process. As shown in FIG. 16A, the pallet 10a on which the conveyance mold including the ring-shaped preform 102 is placed is conveyed to the demolding unit 6 by the belt conveyor 2 and stops at a specified position. The air cylinder 6a lifts the pallet 10a, the upper punch 10g hits the upper punch abutting portion 6d, and the ring-shaped preform 102 is pressurized. The applied pressure is 0.1 to 1 MPa. Next, as shown in FIG. 16B, the air cylinder 6b operates, the table 6c lifts the die 10f, and the ring-shaped preform 102 is extracted from the die 10f. Next, as shown in FIG. 16C, the air cylinder 6 a is lowered and the pallet 10 a is placed on the belt conveyor 2. The belt conveyor 2 moves the pallet 10a to the position where it is placed on the second holder 10j placed on the pallet 10a when the die 10f supported by the table 6c is lowered, and the table pressurizing cylinder 6b is moved. In operation, the table 6c is lowered and the die 10f is placed on the second holder 10j.

リング状予備成形体102を搬送金型10から抜き出す過程において、搬送金型10から抜き出されたリング状予備成形体102の上部と搬送金型10内にあるリング状予備成形体102の下部との間に内部応力差があるので、リング状予備成形体102の抜き出された上部と搬送金型10内にある下部との境界にクラックが生じやすいが、この脱型ユニットにおいては、リング状予備成形体102が加圧された状態でダイ10fから抜き出されるので、リング状予備成形体102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。   In the process of extracting the ring-shaped preform 102 from the conveying mold 10, the upper part of the ring-shaped preform 102 extracted from the conveying mold 10 and the lower part of the ring-shaped preform 102 in the conveying mold 10 Since there is a difference in internal stress, cracks are likely to occur at the boundary between the extracted upper portion of the ring-shaped preform 102 and the lower portion in the conveying mold 10. Since the preformed body 102 is extracted from the die 10f in a pressurized state, the internal stress difference between the upper part and the lower part of the ring-shaped preformed body 102 is reduced, and the generation of cracks is prevented.

次に、搬送金型10は成形体脱粉ユニット7に送られる。図17及び図18は成形体脱粉ユニット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7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、磁性粉末および鉄粉を吸入し集塵機に回収するための吸塵ダクト7dを備えている。成形体脱粉ユニット7で、リング状予備成形体102に付着した余分な磁性粉末を除去することによって、次工程の段積みプロセスにおいてリング状予備成形体102が傾いたり、ずれたりするのを防止することができる。   Next, the conveyance mold 10 is sent to the compact de-dusting unit 7. 17 and 18 are cross-sectional views illustrating the configuration and operation of the compact de-dusting unit. The compact de-dusting unit 7 includes a table 7a and an elevating mechanism including an air cylinder 7b for elevating and lowering the table 7a, a nozzle 7c for injecting nitrogen gas, and a dust suction duct for sucking magnetic powder and iron powder and collecting them in a dust collector. 7d. By removing excess magnetic powder adhering to the ring-shaped pre-formed body 102 with the compact de-dusting unit 7, the ring-shaped pre-formed body 102 is prevented from being tilted or displaced in the next stacking process. can do.

図17(a)に示すように、脱型後の搬送金型10は、ベルトコンベア2で成形体脱粉ユニット7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が上昇する。そして、図17(b)に示すように、下パンチ10eがテーブル7aに支持されて上昇し、リング状予備成形体102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リング状予備成形体102が抜き出されるので、リング状予備成形体102の内周端面部に磁性粉末が付着する。なお、この時上パンチ10gも同時に抜き出され、第2のホルダー10jに載置される。   As shown in FIG. 17 (a), the transport mold 10 after demolding is transferred to the compact de-dusting unit 7 by the belt conveyor 2 and stopped at a specified position, and the air cylinder 7b is activated to raise the table 7a. To do. Then, as shown in FIG. 17B, the lower punch 10e is supported by the table 7a and ascends, and the ring-shaped preform 102 is extracted from the core 10d. At this time, the ring-shaped preform 102 is extracted while the magnetic powder adhering to the outer periphery of the core 10d is scraped off, so that the magnetic powder adheres to the inner peripheral end surface portion of the ring-shaped preform 102. At this time, the upper punch 10g is also extracted and placed on the second holder 10j.

図18(a)に示すように、コア10dからリング状予備成形体102を抜き出す過程において、リング状予備成形体102の上面が若干コア10dから突出した時に、上パンチ10gが取り外され、ノズル7cから窒素ガスを噴出してリング状予備成形体102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18(b)に示すように、リング状予備成形体102をさらに上方まで抜き出す。ただし、必ずしも完全にコア10dから抜き出す必要はない。   As shown in FIG. 18A, in the process of extracting the ring-shaped preform 102 from the core 10d, when the upper surface of the ring-shaped preform 102 slightly protrudes from the core 10d, the upper punch 10g is removed, and the nozzle 7c. Then, nitrogen gas is blown out to blow off the magnetic powder adhering to the surface of the ring-shaped preform 102 and sucked by the suction duct 7d. Thereafter, as shown in FIG. 18 (b), the ring-shaped preform 102 is further pulled out upward. However, it is not always necessary to completely extract from the core 10d.

図19、図20、及び図21は段積みユニット8の構成及び動作を説明するための図である。段積みユニット8は、リング状予備成形体102をチャッキングするハンド8aを有するチャッキング機構と、リング状予備成形体102を段積みするテーブル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を回転させる回転機構を備えている。なお、チャッキング機構として電磁チャックを用いてもよい。   19, 20, and 21 are diagrams for explaining the configuration and operation of the stacking unit 8. The stacking unit 8 includes a chucking mechanism having a hand 8a for chucking the ring-shaped preform 102, a table 8b for stacking the ring-shaped preform 102, and a hand 8a (not shown). A mechanism for moving the table up and down, and a rotating mechanism for rotating the table 8b. An electromagnetic chuck may be used as the chucking mechanism.

まず、図19(a)に示すように、チャッキング機構のハンド8aをコア10dから抜き出されたリング状予備成形体102の直上に移動させる。そして、図19(b)に示すように、ハンド8aを下降させてリング状予備成形体102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、図20(a)に示すように、ハンド8aを上昇させ、ハンド8aの中心がテーブル8bの直上となるように移動し、図20(b)に示すように、ハンド8aを下降させてリング状予備成形体102をテーブル8bに載置する。さらに、同様にして、図35(a)及び(b)に示すように、1段目のリング状予備成形体102の上に2段目、3段目のリング状予備成形体102を段積みする。   First, as shown in FIG. 19 (a), the hand 8a of the chucking mechanism is moved immediately above the ring-shaped preform 102 extracted from the core 10d. Then, as shown in FIG. 19B, the hand 8a is lowered and the ring-shaped preform 102 is chucked with the hand 8a. The chucking force is 0.1 to 4N. Next, as shown in FIG. 20 (a), the hand 8a is raised and moved so that the center of the hand 8a is directly above the table 8b, and the hand 8a is lowered as shown in FIG. 20 (b). Then, the ring-shaped preform 102 is placed on the table 8b. Further, similarly, as shown in FIGS. 35A and 35B, the second-stage and third-stage ring-shaped preforms 102 are stacked on the first-stage ring-shaped preform 102. To do.

図1に示す実施の形態1のリング型焼結磁石を得るためには、図21(a)に示すように、3段目のリング状予備成形体102の上端面にリング状の凸形状部が形成されているものを段積みする。すなわち、上記図8に示したように、搬送金型の3台に1台の割合で上パンチ10gにリング状の凹形状が形成されているもの(図8の(b)又は(c))を用いると、上記のような構成のリング状の成形体が得られる。上パンチ10gの凹形状は、図8(c)のようにテーパが形成されているものが好ましい。図8(c)のように凹形状にテーパが付与されていると、リング状予備成形体102が上パンチ10gから離型する際に、リング状予備成形体102にクラック等の損傷を与え難い。   In order to obtain the ring-shaped sintered magnet of the first embodiment shown in FIG. 1, as shown in FIG. 21 (a), a ring-shaped convex portion is formed on the upper end surface of the third-stage ring-shaped preform 102. Stack what is formed. That is, as shown in FIG. 8 above, a ring-shaped concave shape is formed on the upper punch 10g at a rate of one for every three conveyance molds ((b) or (c) in FIG. 8). When is used, a ring-shaped molded body having the above-described configuration is obtained. The concave shape of the upper punch 10g is preferably formed with a taper as shown in FIG. If the concave shape is tapered as shown in FIG. 8C, the ring-shaped preform 102 is unlikely to be damaged such as cracks when the ring-shaped preform 102 is released from the upper punch 10g. .

従来の方法のように成形機に金型を固定して行う成形方式ではこのような構成のリング状成形体を得ることはできない。図21(b)に示すように、4段目以降は、1段目と同様の端面がフラットなリング状予備成形体102を積み重ねていけばよい。   A ring-shaped molded body having such a configuration cannot be obtained by a molding method in which a mold is fixed to a molding machine as in the conventional method. As shown in FIG. 21 (b), the ring-shaped preforms 102 having flat end surfaces similar to those of the first stage may be stacked after the fourth stage.

ここで、リング状予備成形体102の高さにばらつきが生じると、段積みの際に不要な力がリング状予備成形体102に加わり(高さが高い場合)、リング状予備成形体102が押しつぶされる。あるいは、ハンド8aが空中でリング状予備成形体102を放し、落下の衝撃で破壊するといったことが生じる。しかしながら、この本実施の形態では1回に成形されるリング状予備成形体102の重量は、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、リング状予備成形体102の高さは一定になり、段積みの際にリング状予備成形体102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。   Here, when the height of the ring-shaped preform 102 varies, unnecessary force is applied to the ring-shaped preform 102 (when the height is high) during stacking, and the ring-shaped preform 102 Crushed. Alternatively, the hand 8a may release the ring-shaped preform 102 in the air and be destroyed by the impact of dropping. However, in this embodiment, since the weight of the ring-shaped preform 102 formed at one time is measured in a constant amount in the magnetic powder measuring step of the powder supply / filling unit 3, the ring-shaped preform is measured. The height of the body 102 is constant, and no unnecessary force or impact force is applied to the ring-shaped preform 102 during stacking.

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、次に工程を行う金型脱粉/金型セットユニット9に搬送される。金型脱粉/金型セットユニット9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3において磁性粉末を供給できる初期状態に搬送金型10の各部をセットするセット機構とを備えている。   When the stacking process is completed, the transfer molds 10b, 10d, and 10e are returned to the pallet by the transfer mechanism 12, and transferred to the mold de-dusting / mold set unit 9 that performs the next process. The mold powder removal / mold set unit 9 includes a powder removal mechanism for removing the magnetic powder adhering to the conveyance mold 10 and each part of the conveyance mold 10 in an initial state in which the magnetic powder can be supplied in the powder supply / filling unit 3. And a set mechanism for setting.

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を有する。セット機構は、積層工程終了後に、第2ホルダー10jに載置されているダイ10fを持ち上げて、第1のホルダー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。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。   The powder removal mechanism has a nozzle that can inject nitrogen gas onto each part of the transport mold, and a suction mechanism for sucking and collecting the magnetic powder blown off by the nitrogen gas. The setting mechanism is a mechanism that lifts the die 10f placed on the second holder 10j and moves it onto the lower punch 10e placed on the first holder 10b after the stacking process is completed. By the powder removal mechanism and the set mechanism, the steps up to the molding and stacking of the next cycle can be performed smoothly.

リング状予備成形体102が段積みして得られたリング型成形体は、焼結・熱処理炉へ移され、所定の温度で焼結・熱処理をして、図2に示すリング状焼結体を得ることができる。その後、図5に示すロータシャフトに組み付けるまでの工程は上記に記載した通りである。   The ring-shaped molded body obtained by stacking the ring-shaped preforms 102 is transferred to a sintering / heat treatment furnace, sintered and heat-treated at a predetermined temperature, and the ring-shaped sintered body shown in FIG. Can be obtained. Thereafter, the process until assembling to the rotor shaft shown in FIG. 5 is as described above.

実施の形態2.
図22はこの発明の実施の形態2のリング型焼結磁石の製造方法により得られるリング状焼結体を示す断面図である。図23は焼結一体化したリング状焼結体(図22)の内径部と外径部に仕上げ加工を施し後、腐食防止用に表面処理を施したリング状焼結体の境界部に曲げ応力を加え、境界部で分断されたリング型焼結磁石の断面図である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a ring-shaped sintered body obtained by the method for manufacturing a ring-type sintered magnet according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 23 shows that the inner and outer diameter parts of the sintered ring-shaped sintered body (FIG. 22) are finished and then bent at the boundary of the ring-shaped sintered body subjected to surface treatment for corrosion prevention. It is sectional drawing of the ring type sintered magnet which applied stress and was parted by the boundary part.

図22に示すように、このリング状焼結体301を得るためのリング状成形体の最下段のリング状予備成形体102Bは他のリング状予備成形体102よりも厚みが小さく、上端面にリング状の凸形状部103が形成されている。焼結用のトレイと敷き粉を介して接している最下段のリング状予備成形体102Bは、焼結工程での焼結収縮により変形したり、収縮が小さくなったりするが、上部のリング状成形体には変形が起こらず、均一に収縮する。したがって、最下段のリング状予備成形体102Bの焼結体以外はすべて形状精度の良好なリング状焼結体が得られる。   As shown in FIG. 22, the lowermost ring-shaped preform 102B of the ring-shaped molded body for obtaining this ring-shaped sintered body 301 is smaller in thickness than the other ring-shaped preforms 102, and is formed on the upper end surface. A ring-shaped convex portion 103 is formed. The lowermost ring-shaped preform 102B that is in contact with the sintering tray through the spread powder is deformed by the shrinkage of the sintering in the sintering process, or the shrinkage is reduced. The molded body is not deformed and shrinks uniformly. Therefore, a ring-shaped sintered body with good shape accuracy can be obtained except for the sintered body of the lowermost ring-shaped preform 102B.

リング型磁石は後工程の仕上げ加工に多大な工数を要するため、このようにダミーのリング状予備成形体102Bを最下段に置いて焼結しても、全体の加工工数が削減できるので、本実施の形態の製造方法でもコスト低減が可能となる。また、本実施の形態の製造方法では、1個のダミー焼結体(リング状予備成形体102Bの焼結体)に対して、多数のリング型焼結磁石100が得られるのでダミー焼結体用のリング状予備成形体102Bを作るためのロスは全体から見ると小さくなり、コストメリットが得られる。   Since the ring magnet requires a great amount of man-hours for the finishing process in the subsequent process, even if the dummy ring-shaped preform 102B is placed in the lowest stage and sintered in this way, the total man-hours can be reduced. The manufacturing method according to the embodiment can also reduce the cost. In the manufacturing method of the present embodiment, since a large number of ring-type sintered magnets 100 are obtained for one dummy sintered body (sintered body of the ring-shaped preform 102B), the dummy sintered body is obtained. The loss for producing the ring-shaped preform 102B for use is reduced as a whole, and a cost merit is obtained.

実施の形態3.
図24はこの発明の実施の形態3のリング型焼結磁石の製造方法により得られるリング状焼結体を示す断面図である。図24のリング型焼結体302を得るためのリング状予備成形体102の特定の境界には、平均粒径が1〜100μmのアルミナ粉末104が1〜100μmの厚みで散布されている。アルミナ粉末104が散布されているのは境界面の面積の1/2以下の領域である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 24 is a cross-sectional view showing a ring-shaped sintered body obtained by the method for manufacturing a ring-type sintered magnet according to Embodiment 3 of the present invention. Alumina powder 104 having an average particle diameter of 1 to 100 μm is dispersed at a specific boundary of the ring-shaped preform 102 for obtaining the ring-shaped sintered body 302 of FIG. 24 in a thickness of 1 to 100 μm. The alumina powder 104 is dispersed in a region that is 1/2 or less of the area of the boundary surface.

リング状予備成形体は実施の形態1で説明した製造方法と同様の製造方法で製造されるが、例えば図24のリング状焼結体302を得るには、3段分のリング状予備成形体102を成形して段積みした後、3段目のリング状備成形体102の上端面にアルミナ粉末104を微量散布する。散布されたアルミナ粉末104が被うのは、当該リング状予備成形体102の上端面の面積の1/2以下となるよう散布量調整する。アルミナの粒径、厚みは、100μm以上になると境界が接合しなくなるため、それ以下とする。また、アルミナの粒径、厚みが1μm以下になると境界の接合強度の低下が起こらないので、それ以上とする。そして、このように特定の境界にアルミナ粉末を散布したリング状成形体を焼結することで、特定の境界の接合強度が小さい、図24に示したリング状焼結体302が得られる。   The ring-shaped preform is manufactured by the same manufacturing method as described in the first embodiment. For example, in order to obtain the ring-shaped sintered body 302 of FIG. After forming and stacking 102, a small amount of alumina powder 104 is sprayed on the upper end surface of the third stage ring-shaped preform 102. The dispersion amount is adjusted so that the dispersed alumina powder 104 covers 1/2 or less of the area of the upper end surface of the ring-shaped preform 102. When the particle diameter and thickness of alumina become 100 μm or more, the boundary will not be joined, so it should be less than that. In addition, when the particle size and thickness of alumina are 1 μm or less, the boundary bonding strength does not decrease, so it is more than that. And the ring-shaped sintered compact 302 shown in FIG. 24 with a small joining strength of a specific boundary is obtained by sintering the ring-shaped molded object which sprayed the alumina powder to the specific boundary in this way.

以上のように本実施の形態によれば、上記実施の形態のようにリング状予備成形体の端面に凸形状部又は凹形状部を形成しなくても、簡易な工程で特定の境界の接合強度が小さいリング状焼結体が製造できる。   As described above, according to the present embodiment, a specific boundary can be joined in a simple process without forming a convex shape portion or a concave shape portion on the end surface of the ring-shaped preform as in the above embodiment. A ring-shaped sintered body with low strength can be manufactured.

なお、本実施の形態において、アルミナ粉末の変わりに、マグネシア等の他のセラミックス粒子を用いてもよい。   In the present embodiment, other ceramic particles such as magnesia may be used instead of the alumina powder.

実施の形態4.
図25はこの発明の実施の形態4のリング型焼結磁石の製造方法により得られるリング状焼結体を示す断面図である。図25のリング型焼結体303を得るためのリング状予備成形体102の特定の境界には、磁場成形時に発生したバリや、成形体をコアから抜き出した時に内径側に付着した磁性粉末がそのまま存在している。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a ring-shaped sintered body obtained by the method for manufacturing a ring-type sintered magnet according to Embodiment 4 of the present invention. At the specific boundary of the ring-shaped preform 102 for obtaining the ring-shaped sintered body 303 of FIG. 25, there are burrs generated during magnetic field molding and magnetic powder adhering to the inner diameter side when the molded body is extracted from the core. It exists as it is.

実施の形態1で説明したリング状予備成形体の製造方法において、特定の境界を形成するリング状予備成形体(特定の境界の下段のリング状予備成形体)を成形する場合は、図18に示す脱粉工程を実施せず、次ステージの段積み工程へ送る。このように処理することで、リング状成形体の特定の境界にはバリまたは余分な磁性粉末が存在するため、当該境界が密着せず、それを焼結すると、特定の境界の接合強度が小さいリング状焼結体303が得られる。   In the manufacturing method of the ring-shaped preform described in the first embodiment, when a ring-shaped preform that forms a specific boundary (a ring-shaped preform at a lower stage of the specific boundary) is formed, FIG. It does not carry out the pulverization process shown, and sends it to the stacking process of the next stage. By treating in this way, there are burrs or extra magnetic powder at a specific boundary of the ring-shaped molded body, so that the boundary does not adhere, and if it is sintered, the bonding strength of the specific boundary is small A ring-shaped sintered body 303 is obtained.

以上のように本実施の形態によれば、リング状予備成形体102の軸方向端面に凸形状部又は凹形状部を形成しなくても、またセラミックス粉末を散布しなくても、特定の境界の接合強度が小さいリング状焼結体303が製造できる。   As described above, according to the present embodiment, a specific boundary can be obtained without forming a convex portion or a concave portion on the axial end surface of the ring-shaped preform 102, or without spraying ceramic powder. A ring-shaped sintered body 303 having a low bonding strength can be manufactured.

この発明の実施の形態1によるリング型焼結磁石を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the ring type sintered magnet by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるリング状焼結体示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ring-shaped sintered compact by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるリング状焼結体を分断した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which divided the ring-shaped sintered compact by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるリング型焼結磁石を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ring-type sintered magnet by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるリング型焼結磁石をロータシャフトに取り付けた状態示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which attached the ring type sintered magnet by Embodiment 1 of this invention to the rotor shaft. この発明の実施の形態1によるリング型焼結磁石の製造装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the manufacturing apparatus of the ring type sintered magnet by Embodiment 1 of this invention. 図6における搬送金型の構成を示す平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing which show the structure of the conveyance metal mold | die in FIG. この発明の実施の形態1による上パンチの形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the upper punch by Embodiment 1 of this invention. 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。It is sectional drawing explaining the structure and operation | movement of a powder supply and filling unit. パンチセットユニットの構成及びその動作を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure and its operation | movement of a punch set unit. 磁場成形ユニットの構成及びその動作を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure and its operation | movement of a magnetic field shaping | molding unit. 加圧子の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a pressurizer. バックヨークの構成を示す平面図(a)、(c)、A−A断面図(b)及びB−B断面図(d)である。It is a top view (a) which shows composition of a back yoke, (c), an AA sectional view (b), and a BB sectional view (d). ラジアル配向における磁束の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of the magnetic flux in radial orientation. 脱型ユニットの構成を示す断面図(b)及びA−Aの矢印方向から見た平面図(a)である。It is sectional drawing (b) which shows the structure of a mold release unit, and the top view (a) seen from the arrow direction of AA. 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。It is sectional drawing for demonstrating the operation | movement in a mold removal unit. 成形体脱粉ユニットの構成及びその動作を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure and operation | movement of a molded object powdering unit. 成形体脱粉ユニットにおける動作を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the operation | movement in a molded object powder removal unit. 段積みユニットの構成及びその動作を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure and operation | movement of a stacking unit. 段積みユニットの構成及びその動作を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure and operation | movement of a stacking unit. 段積みユニットの構成及びその動作を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure and operation | movement of a stacking unit. この発明の実施の形態2によるリング状焼結体の断面図である。It is sectional drawing of the ring-shaped sintered compact by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2のリング状焼結体を分断して得られるリング型焼結磁石を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the ring-type sintered magnet obtained by parting the ring-shaped sintered compact of Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3によるリング状焼結体の断面図である。It is sectional drawing of the ring-shaped sintered compact by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4によるリング状焼結体の断面図である。It is sectional drawing of the ring-shaped sintered compact by Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2 ベルトコンベア、3 給粉・充填ユニット、4 パンチセットユニット、
5 磁場成形ユニット、6 脱型ユニット、7 成形体脱粉ユニット、
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
100 リング型焼結磁石、101 境界、102 リング状予備成形体、
103 凸形状部。
2 belt conveyors, 3 powder supply / filling units, 4 punch set units,
5 Magnetic field forming unit, 6 Demolding unit, 7 Molded body de-dusting unit,
8 stacking unit, 9 mold de-dusting / mold set unit, 10 transport mold
100 ring-type sintered magnet, 101 boundary, 102 ring-shaped preform,
103 Convex part.

Claims (8)

ラジアル配向が施された複数のリング状予備成形体を軸方向に積み重ね、上記各リング状予備成形体同士を焼結によって結合したリング型焼結磁石であって、
上記リング型焼結磁石の少なくとも一つの軸方向の端面に、凸形状部又は凹形状部が形成されていることを特徴とするリング型焼結磁石。
A ring-shaped sintered magnet in which a plurality of ring-shaped preforms subjected to radial orientation are stacked in the axial direction, and the ring-shaped preforms are bonded together by sintering,
A ring-shaped sintered magnet, wherein a convex-shaped portion or a concave-shaped portion is formed on at least one axial end surface of the ring-shaped sintered magnet.
ラジアル配向が施された複数のリング状予備成形体を軸方向に積み重ねてリング状成形体とする工程と、上記リング状成形体を焼結してリング状焼結体とするとともに、リング状予備成形体同士を焼結により結合する工程と、上記リング状焼結体を分断する工程を備え、
上記リング状予備成形体間の特定の境界において焼結後の接合強度が他の境界の接合強度より弱くなるようにし、焼結後に上記接合強度の弱い境界で分断してリング型焼結磁石を作成することを特徴とするリング型焼結磁石の製造方法。
A step of stacking a plurality of ring-shaped preforms with radial orientation in the axial direction to form a ring-shaped molded body, and sintering the ring-shaped molded body to form a ring-shaped sintered body. A step of bonding the compacts together by sintering, and a step of dividing the ring-shaped sintered body,
A ring-type sintered magnet is prepared by making the bonding strength after sintering weaker than the bonding strength of other boundaries at a specific boundary between the ring-shaped preforms, and dividing at a boundary where the bonding strength is weak after sintering. A method for manufacturing a ring-type sintered magnet, characterized by comprising:
上記リング状成形体の最下段にダミーのリング状予備成形体を設置し、ダミーのリング状予備成形体とその上段のリング状予備成形体との境界における焼結後の接合強度が他の境界の接合強度より弱くなるようにすると共に、焼結後に上記接合強度の弱い境界で分断してリング型焼結磁石を作成することを特徴とする請求項2に記載のリング型焼結磁石の製造方法。 A dummy ring-shaped preform is installed at the lowest stage of the ring-shaped molded body, and the bonding strength after sintering at the boundary between the dummy ring-shaped preform and the upper ring-shaped preform is another boundary. 3. The ring-type sintered magnet according to claim 2, wherein the ring-type sintered magnet is produced by cutting at a boundary where the bonding strength is weak after sintering, and making the ring-type sintered magnet lower than the bonding strength of the ring-shaped sintered magnet. Method. 上記特定の境界に臨むリング状予備成形体の少なくとも一つの端面に凸形状部又は凹形状を形成し、焼結後に当該凸形状部又は凹形状部が形成された境界で分断してリング型焼結磁石を作成することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のリング型焼結磁石の製造方法。 Forming a convex shape or concave shape on at least one end face of the ring-shaped preform that faces the specific boundary, and dividing it at the boundary where the convex shape portion or concave shape portion is formed after sintering. A manufacturing method of a ring type sintered magnet according to claim 2 or 3, wherein a magnetized magnet is produced. 上記リング状予備成形体間の特定の境界に、粒径1〜100μm、厚み1〜100μmのセラミック粒子を形成し、焼結後に当該境界で分断してリング型焼結磁石を作成することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のリング型焼結磁石の製造方法。 A ceramic particle having a particle diameter of 1 to 100 μm and a thickness of 1 to 100 μm is formed at a specific boundary between the ring-shaped preforms, and is divided at the boundary after sintering to produce a ring-type sintered magnet. The method for producing a ring-type sintered magnet according to claim 2 or 3. 上記リング状予備成形体間の特定の境界において、圧縮成形時または脱型時に発生したバリ、又は特定の境界に付着した磁性粉末を除去せず、上記リング状予備成形体を積み重ね、焼結後に当該境界で分断してリング型焼結磁石を作成することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のリング型焼結磁石の製造方法。 After removing the burrs generated at the time of compression molding or demolding at the specific boundary between the ring-shaped preforms or the magnetic powder adhering to the specific boundary, the ring-shaped preforms are stacked and sintered. The method for producing a ring-type sintered magnet according to claim 2 or 3, wherein the ring-type sintered magnet is created by dividing at the boundary. 焼結一体化した上記リング状焼結体の外径部及び内径部の少なくとも一方に仕上げ加工を施した後、上記接合強度の弱い境界で分断することを特徴とする請求項2から請求項6のいずれか1項に記載のリング型焼結磁石の製造方法。 7. The ring-shaped sintered body integrated by sintering is subjected to finish processing on at least one of an outer diameter portion and an inner diameter portion, and then divided at a boundary where the bonding strength is weak. The manufacturing method of the ring-type sintered magnet of any one of these. 上記仕上げ加工を施したリング状焼結体に腐食防止用の表面処理を施した後、上記接合強度の弱い境界で分断することを特徴とする請求項7に記載のリング型焼結磁石の製造方法。 The ring-shaped sintered magnet according to claim 7, wherein the ring-shaped sintered body having been subjected to the finishing process is subjected to a surface treatment for preventing corrosion and then divided at a boundary where the bonding strength is weak. Method.
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