JP2023144719A - Grinding apparatus and method of manufacturing rare earth-based sintered magnet - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、研削装置および希土類系焼結磁石の製造方法に関する。 The present application relates to a grinding device and a method for manufacturing a rare earth sintered magnet.
希土類系焼結磁石を瓦型形状に加工する方法として、様々な連続加工方法が提案されている(特許文献1-3)。 Various continuous processing methods have been proposed as methods for processing rare earth-based sintered magnets into tile-shaped shapes (Patent Documents 1 to 3).
これらの連続加工方法では、希土類系焼結磁石の被加工物(ワーク)を搬送するテーブル(搬送テーブル)に加工くずがたまりやすい。加工くずが搬送テーブル上に存在すると、ワークと搬送テーブルとの間に挟まった加工くずが被加工物の位置および向きを変動させるなどして、加工精度を低下させる場合がある。 In these continuous processing methods, processing waste tends to accumulate on the table (transport table) that transports the rare earth sintered magnet workpiece. If machining debris is present on the conveyance table, the machining debris caught between the workpiece and the conveyance table may cause the position and orientation of the workpiece to fluctuate, thereby reducing machining accuracy.
また、搬送テーブルの幅(搬送路の両側に位置するガイドの間隔)をワークの幅とほぼ同一の大きさに設定すると、ワークが搬送テーブルのガイドにあたり、ワークがうまく搬送されない場合がある。そのため、搬送テーブルの幅は、ワークの幅よりも大きくする必要がある。しかし、搬送テーブルの幅がワークの幅より大きいと、ワークの搬送中にワークの位置が搬送テーブルの幅方向に動き得るため、研削砥石に対するワークの幅方向における位置および向きが変化しやすいという不都合があった。 Furthermore, if the width of the conveyance table (the interval between the guides located on both sides of the conveyance path) is set to be approximately the same as the width of the workpiece, the workpiece may hit the guides of the conveyance table and the workpiece may not be conveyed properly. Therefore, the width of the transport table needs to be larger than the width of the workpiece. However, if the width of the transfer table is larger than the width of the workpiece, the position of the workpiece may move in the width direction of the transfer table while the workpiece is being transferred, which is a disadvantage in that the position and orientation of the workpiece in the width direction with respect to the grinding wheel are likely to change. was there.
本発明の実施形態は、このような課題を解決し得る研削装置、および希土類系焼結磁石の製造方法を提供する。 Embodiments of the present invention provide a grinding device and a method for manufacturing a rare earth sintered magnet that can solve these problems.
本開示の研削装置は、例示的で非限定的な実施形態において、中心軸の周りに回転可能に支持された研削砥石と、ワークを摺動可能に支持する摺動面を有する支持テーブルであって、前記摺動面と前記研削砥石の外周面との間で前記ワークを挟むように配置された支持テーブルと、を備える。前記研削砥石の前記外周面は、前記中心軸を含む平面で切り取った断面においてアーチ状の曲線を有している。前記支持テーブルは、前記摺動面に形成された複数のスリットと、前記摺動面上に位置する前記ワークの両側において平行に延びる2本のガイドと、を有し、前記複数のスリットは、前記ガイドが延びる方向に対して傾斜している。 In an exemplary and non-limiting embodiment, the grinding device of the present disclosure includes a grinding wheel rotatably supported around a central axis and a support table having a sliding surface that slidably supports a workpiece. and a support table arranged to sandwich the workpiece between the sliding surface and the outer peripheral surface of the grinding wheel. The outer circumferential surface of the grinding wheel has an arch-like curve in a cross section taken along a plane including the central axis. The support table has a plurality of slits formed on the sliding surface and two guides extending in parallel on both sides of the workpiece located on the sliding surface, and the plurality of slits include: The guide is inclined with respect to the direction in which it extends.
ある実施形態において、前記ガイドが延びる方向に対する各スリットの傾斜角は、10度以上80度以下である。 In one embodiment, the inclination angle of each slit with respect to the direction in which the guide extends is 10 degrees or more and 80 degrees or less.
ある実施形態において、前記複数のスリットの中心間距離は、2mm以上50mm以下であり、各スリットの幅は、1mm以上10mm以下である。 In one embodiment, the distance between the centers of the plurality of slits is 2 mm or more and 50 mm or less, and the width of each slit is 1 mm or more and 10 mm or less.
ある実施形態において、前記2本のガイドの間隔は、前記ワークの幅よりも広く、前記研削砥石の前記外周面が前記ワークの上面を研削しているとき、前記2本のガイドの一方は、前記ワークの幅方向における一方の端に接触する。 In one embodiment, the interval between the two guides is wider than the width of the workpiece, and when the outer peripheral surface of the grinding wheel is grinding the upper surface of the workpiece, one of the two guides It contacts one end in the width direction of the workpiece.
ある実施形態において、前記2本のガイドの間隔と前記ワークの幅との差異は、200μm以上1mm以下である。 In one embodiment, the difference between the interval between the two guides and the width of the workpiece is 200 μm or more and 1 mm or less.
ある実施形態において、前記断面における前記曲線の形状は、前記中心軸に直交する基準平面に対して対称であり、前記ワークの前記一方の端に接触する前記ガイドから前記基準平面までの距離は、前記ワークに接触しない他方のガイドから前記基準平面までの距離よりも短い。 In one embodiment, the shape of the curved line in the cross section is symmetrical with respect to a reference plane perpendicular to the central axis, and the distance from the guide that contacts the one end of the workpiece to the reference plane is: It is shorter than the distance from the other guide that does not contact the workpiece to the reference plane.
ある実施形態において、前記複数のスリットは、それぞれ、前記2本のガイドの一方から他方に達するように延びている。 In one embodiment, each of the plurality of slits extends from one of the two guides to the other.
ある実施形態において、前記2本のガイドは、前記複数のスリットと交差するように前記支持テーブルの前記摺動面に固定されている。 In one embodiment, the two guides are fixed to the sliding surface of the support table so as to intersect with the plurality of slits.
ある実施形態において、前記ワークが前記支持テーブルの前記摺動面に沿って移動するように前記ワークに力を伝達する一対のローラと、前記一対のローラに挟まれる位置に前記ワークを供給する搬送装置と、を備える。 In one embodiment, a pair of rollers transmitting force to the work so that the work moves along the sliding surface of the support table, and a conveyor that supplies the work to a position sandwiched between the pair of rollers. A device.
本開示の希土類系焼結磁石の製造方法は、例示的な実施形態において、希土類系焼結磁石のワークを準備する工程と、上記いずれかに記載された研削装置を用いて前記ワークを加工することにより、前記研削砥石の前記外周面によって前記ワークの上面の加工形状を形成する工程と、を含む。 In an exemplary embodiment, the method for manufacturing a rare earth sintered magnet of the present disclosure includes the steps of preparing a workpiece of a rare earth sintered magnet, and processing the workpiece using any of the grinding devices described above. Thereby, the method includes a step of forming a processed shape of the upper surface of the workpiece using the outer circumferential surface of the grinding wheel.
本発明の実施形態によれば、加工くずが搬送テーブルにたまりにくい。また、研削加工時におけるワークの幅方向における位置が規制されるため、研削砥石に対して適切なワークの位置および向きが実現する、研削装置、および希土類系焼結磁石の製造方法を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, processing waste is less likely to accumulate on the conveyance table. Further, since the position of the workpiece in the width direction during grinding is regulated, the present invention provides a grinding device and a method for manufacturing a rare earth sintered magnet that realizes an appropriate position and orientation of the workpiece with respect to the grinding wheel. I can do it.
以下、本発明の実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略することがある。例えば、既によく知られた事項の詳細な説明および実質的に同一の構成に関する重複する説明を省略することがある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似の機能を有する構成要素については、同一の参照符号を付している。 Embodiments of the present invention will be described below. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of well-known matters and redundant descriptions of substantially the same configurations may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy in the following description and to facilitate understanding by those skilled in the art. The inventors have provided the accompanying drawings and the following description to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter recited in the claims. do not have. In the following description, components having the same or similar functions are given the same reference numerals.
以下の実施形態は例示であり、本開示の技術は以下の実施形態に限定されない。例えば、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、ステップ、ステップの順序、表示画面のレイアウトなどは、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。また、技術的に矛盾が生じない限りにおいて、一の態様と他の態様とを組み合わせることが可能である。 The following embodiments are illustrative, and the technology of the present disclosure is not limited to the following embodiments. For example, the numerical values, shapes, materials, steps, order of steps, layout of display screens, etc. shown in the following embodiments are merely examples, and various modifications can be made as long as there is no technical contradiction. Moreover, it is possible to combine one aspect with another aspect as long as there is no technical contradiction.
まず、図1および図2を参照しながら、本実施形態における研削措置の構成例を説明する。図1は、本開示の実施形態における研削装置の構成例を示す模式図である。図2は、図1のII-II線断面図である。図では、参考のため、違いに直交するX軸、Y軸、およびZ軸が示されている。 First, an example of the configuration of the grinding device in this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a grinding device in an embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. In the figure, the X, Y, and Z axes perpendicular to the difference are shown for reference.
本実施形態における研削装置100は、研削砥石10と支持テーブル30と搬送テーブル40とを備える。研削砥石10は、中心軸Cの周りに回転可能に支持される。この例において、中心軸Cは、X軸に平行である。研削砥石10は、概略的には円盤または円筒の形状を有しており、中心軸Cに対して軸対称である。図2に示されるように、研削砥石10の外周面10Sは、中心軸Cを含む平面で切り取った断面において、アーチ状の曲線を有している。この例において、アーチ状の曲線は、中心軸Cに向かって凸の形状を有している。
The
研削砥石10の外周面10Sには、例えばダイヤモンドなどの高硬度の砥粒が固着している。研削砥石10の外周面10Sは、ワーク20の上面に接触してワーク20の上面を研削加工する。このような研削加工は、「姿加工」と呼ばれることがある。研削加工後におけるワーク20の上面は、研削砥石10の外周面10Sが有する曲線の形状によって規定される断面形状を有することとなる。本実施形態におけるワーク20は、上に凸の蒲鉾型形状を有する。ワーク20の大きさ、形状、および材質は特に限定されない。
High-hardness abrasive grains such as diamond are fixed to the outer
研削砥石10は、例えば電動モータによって駆動される。図1において、研削砥石10は反時計回りに回転する。ワーク20が希土類焼結磁石の場合、回転速度は、例えば1000~5000回転/分である。研削砥石10の直径は、例えば100~300mm以下の範囲にある。研削砥石10の外周面10Sがワーク20の上面に対してZ軸の負方向に移動する速度(周速度)は、例えば1500~2000m/分であり得る。これらの数値は、例示に過ぎず、ワーク20の大きさ、サイズ、および材質などに応じて、適宜、変更可能である。
The grinding
支持テーブル30は、ワーク20を摺動可能に支持する摺動面30Sを有している。支持テーブル30は、摺動面30Sと研削砥石10の外周面10Sとの間でワーク20を挟むように配置される。支持テーブル30の構成例の詳細については、後述する。
The support table 30 has a sliding
本実施形態では、ワーク20が支持テーブル30の摺動面30Sに沿って移動するようにワーク20に力を伝達する一対のローラ50A、50Bと、一対のローラ50A、50Bに挟まれる位置にワーク20を供給する搬送装置と、を備えている。一対のローラ50A、50Bは、例えばウレタンのような弾性材料から形成され得る。一対のローラ50A、50Bは、回転しながらワーク20を上下から挟み込みように配置される。搬送装置の例は、ワーク20を載せて移動させるベルトコンベアである。ベルトコンベア上を移動してきたワーク20は、回転する一対のローラ50A、50Bにより、研削砥石10の加工位置に向けてZ軸の正方向に押し出される。研削砥石10によって加工されつつあるワーク20は、次に加工されるワーク20に当接し、列に並んだ研削加工前のワーク20を介して、ローラ50A、50Bによる力(Z軸の正方向の力)の伝達を受ける。
In this embodiment, a pair of
次に、図3から図7を参照して、支持テーブル30の構成例と機能を説明する。まず、図3および図4を参照する。図3は、本実施形態における支持テーブル30を模式的に示す上面図である。図4は、本実施形態における支持テーブル30を模式的に示す斜視図である。 Next, a configuration example and function of the support table 30 will be explained with reference to FIGS. 3 to 7. First, refer to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a top view schematically showing the support table 30 in this embodiment. FIG. 4 is a perspective view schematically showing the support table 30 in this embodiment.
これらの図に示されるように、支持テーブル30は、摺動面30Sに形成された複数のスリット32を有する。スリット32は、加工くずを下方に排出することできるサイズを有していればよい。支持テーブル30の上面部が例えば金属プレートから形成されている場合、スリット32は、この金属プレートを上面から下面に貫通する開口である。この開口を通って加工くずは摺動面30Sから除去される。このため、加工くずが摺動面30Sとワーク20との間に入り込むことを抑制し、研削加工の寸法精度を向上させることを可能にする。
As shown in these figures, the support table 30 has a plurality of
図5は、支持テーブル30におけるスリットの中心間距離Pおよび幅Dを示す模式断面図である。本実施形態において、複数のスリット32の中心間距離Pは、2mm以上50mm以下である。また、各スリット32の幅Dは、1mm以上10mm以下である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the center-to-center distance P and width D of the slits in the support table 30. In this embodiment, the distance P between the centers of the plurality of
支持テーブル30の摺動面30Sは、スリット32以外の部分において、同一の平面上にあり、全体として平坦かつ平滑である。ワーク20は、支持テーブル30の摺動面30S上を移動しながら、研削砥石10による研削加工を受ける。このため、支持テーブル30は、研削加工の「送りテーブル」または「下面基準治具」として機能する。支持テーブル30は、複数のスリット30Sが形成された上面プレートと、上面プレートを支えるサポート部材とを有し得る。支持テーブル30において、スリット32が形成された摺動面30S以外の構成は任意である。スリット32Sから落ちてきた加工くずをためる容器が下方に配置されていてもよい。
The sliding
次に、図6および図7を参照する。図6は、1対のガイドが取り付けられた支持テーブルの斜視図である。図7は、支持テーブル30上を移動するワーク20の動きを模式的に示す上面図である。
Next, refer to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a perspective view of a support table with a pair of guides attached thereto. FIG. 7 is a top view schematically showing the movement of the
図6および図7に示されるように、支持テーブル30は、摺動面30S上を移動するワーク20の両側において、Z軸方向に沿って平行に延びる2本のガイド34A、34Bを有する。複数のスリット32は、ガイド34A、34Bが延びる方向(Z軸方向)に対して傾斜している。本実施形態において、ガイド34A、34Bが延びる方向に対する各スリット32の傾斜角θは、10度以上80度以下である。傾斜角θの下限値は、例えば20度以上、または30度以上である。また、傾斜角θの上限値は、例えば、70度以下、または60度以下である。図示される例において、傾斜角θは45度である。
As shown in FIGS. 6 and 7, the support table 30 has two
本実施形態において、複数のスリット32は、それぞれ、2本のガイド34A、34Bの一方から他方に達するように延びている。より具体的には、2本のガイド34A、34Bは、複数のスリット32と交差するように支持テーブル30の摺動面30Sに固定されている。この固定は、不図示のネジなどによって行われ得る。ネジ止めの場合、加工対象であるワーク20の幅に応じて、2本のガイド34A、34Bの固定位置を変更することも容易である。
In this embodiment, the plurality of
本発明者の実験によると、ワーク20が研削砥石10によって加工されるとき、支持テーブル30の摺動面30Sに斜めに延びる複数のスリット32が設けられているため、ワーク20をX軸方向に移動させる力が発生することがわかった。図の例では、ワーク20をX軸の正方向に移動させる力が働く。この力は、ワーク20が研削砥石10と支持テーブル30との間に挟まれ、研削砥石10などから押圧されるときに発生する。
According to the inventor's experiments, when the
本実施形態において、2本のガイド34A、34Bの間隔はワーク20の幅Wよりも広い。上述のように、研削砥石10でワーク20を研削するとき、ワーク20は上記の力を受けてX軸方向の正方向に移動する。このような力が一方向に働く結果、2本のガイド34A、34Bの一方(図の例ではガイド34A)は、ワーク20の幅方向における一方の端に接触することとなる。その結果、研削加工中のワーク20の幅方向における位置、および向きは、2本のガイド34A、34Bの一方(図の例ではガイド34A)によって規制される。
In this embodiment, the interval between the two
本実施形態において、2本のガイド34A、34Bの間隔とワーク20の幅Wとの差異は、200μm以上1mm以下である。2本のガイド34A、34Bの間隔とワーク20の幅Wとの差異は、ガイド34A、34Bとワーク20との隙間の大きさを規定する。ワーク20の両側に形成される隙間の合計が上記の数値範囲にあれば、ワーク20は2本のガイド34A、34Bに挟まれた領域をスムーズに移動することができる。
In this embodiment, the difference between the interval between the two
支持テーブル30のスリット32が存在しない場合、ワーク20の幅方向(X軸方向)における位置(X座標)は、200μm以上1mm以下の範囲でばらつく。この程度のばらつきであっても、寸法精度が低下するため、ワーク20の用途によっては許容されない場合がある。本実施形態によれば、研削砥石10がワーク20を押圧するときガイド34Aとワーク20との隙間がなくなり、ワーク20の幅方向(X軸方向に)における位置(X座標)は、極めて小さな範囲に再現性良く収まることになる。
When the
本実施形態では、図2に示されるように、中心軸Cを含む平面で切り取った断面における、研削砥石10の外周面10Sの曲線形状は、中心軸Cに直交する基準平面Refに対して対称である。図7に示される例では、研削加工時、ガイド34Aがワーク20の一方の端に接触する。そして、このワーク20に接触するガイド34Aから基準平面Refまでの距離は、所望の設計値を実現するように設定されており、ワーク20に接触しない他方のガイド34Bから基準平面Refまでの距離よりも短い。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the curved shape of the outer
以上の説明から明らかなように、本実施形態の研削装置100によれば、斜めのスリット32の働きにより、加工くずがたまりにくい。また、研削加工中に斜めのスリット32からワーク20が受ける力により、加工中のワーク20の幅方向における位置が一方のガイドによって規制され、研削砥石に対して適切なワーク20の位置および向きが実現する。このことは、ワーク20の加工精度を高め、目的とする曲面形状を有する加工品を得ることが可能になる。
As is clear from the above description, according to the grinding
本実施形態の研削装置100は、希土類系焼結磁石の姿加工に好適に使用され得る。
The grinding
本開示の実施形態における希土類系焼結磁石の製造方法は、希土類系焼結磁石のワーク20を準備する工程と、研削装置100を用いてワーク20を加工することにより、研削砥石10の外周面10Sによってワーク20の上面の加工形状を形成する工程と、を含む。
The method for manufacturing a rare earth sintered magnet according to the embodiment of the present disclosure includes a step of preparing a
このような希土類系焼結磁石の製造方法の実施形態によれば、蒲鉾型の希土類系焼結磁石の寸法精度を向上させることが可能である。このような希土類系焼結磁石は、例えば電動モータにおけるロータ用の永久磁石として好適に使用され得る。 According to this embodiment of the method for manufacturing a rare earth sintered magnet, it is possible to improve the dimensional accuracy of the semicircular sintered rare earth magnet. Such a rare earth sintered magnet can be suitably used, for example, as a permanent magnet for a rotor in an electric motor.
10・・・研削砥石
10S・・・外周面
20・・・ワーク
30・・・支持テーブル
30S・・・摺動面
34A、34B・・・ガイド
40・・・搬送テーブル
50A、50B・・・送りローラ
100・・・研削装置
10...
Claims (10)
ワークを摺動可能に支持する摺動面を有する支持テーブルであって、前記摺動面と前記研削砥石の外周面との間で前記ワークを挟むように配置された支持テーブルと、
を備え、
前記研削砥石の前記外周面は、前記中心軸を含む平面で切り取った断面においてアーチ状の曲線を有しており、
前記支持テーブルは、
前記摺動面に形成された複数のスリットと、前記摺動面上に位置する前記ワークの両側において平行に延びる2本のガイドと、を有し、
前記複数のスリットは、前記ガイドが延びる方向に対して傾斜している、研削装置。 a grinding wheel rotatably supported around a central axis;
a support table having a sliding surface that slidably supports a workpiece, the support table being arranged so as to sandwich the workpiece between the sliding surface and the outer peripheral surface of the grinding wheel;
Equipped with
The outer circumferential surface of the grinding wheel has an arch-like curve in a cross section cut along a plane including the central axis,
The support table is
comprising a plurality of slits formed on the sliding surface and two guides extending in parallel on both sides of the workpiece located on the sliding surface,
A grinding device, wherein the plurality of slits are inclined with respect to the direction in which the guide extends.
前記研削砥石の前記外周面が前記ワークの上面を研削しているとき、前記2本のガイドの一方は、前記ワークの幅方向における一方の端に接触する、請求項1から3のいずれか1項に記載の研削装置。 The interval between the two guides is wider than the width of the workpiece,
Any one of claims 1 to 3, wherein when the outer peripheral surface of the grinding wheel is grinding the upper surface of the workpiece, one of the two guides contacts one end in the width direction of the workpiece. Grinding equipment as described in section.
前記ワークの前記一方の端に接触する前記ガイドから前記基準平面までの距離は、
前記ワークに接触しない他方のガイドから前記基準平面までの距離よりも短い、請求項4または5に記載の研削装置。 The shape of the curve in the cross section is symmetrical with respect to a reference plane perpendicular to the central axis,
The distance from the guide that contacts the one end of the workpiece to the reference plane is:
The grinding device according to claim 4 or 5, wherein the distance is shorter than the distance from the other guide that does not contact the workpiece to the reference plane.
前記一対のローラに挟まれる位置に前記ワークを供給する搬送装置と、
を備える、請求項1から8のいずれか1項に記載の研削装置。 a pair of rollers that transmit force to the work so that the work moves along the sliding surface of the support table;
a conveying device that supplies the workpiece to a position sandwiched between the pair of rollers;
The grinding device according to any one of claims 1 to 8, comprising:
請求項1から9のいずれか1項に記載された研削装置を用いて前記ワークを加工することにより、前記研削砥石の前記外周面によって前記ワークの上面の加工形状を形成する工程と、
を含む、希土類系焼結磁石の製造方法。 A step of preparing a rare earth sintered magnet workpiece,
forming a processed shape of the upper surface of the workpiece using the outer circumferential surface of the grinding wheel by processing the workpiece using the grinding device according to any one of claims 1 to 9;
A method for producing a rare earth sintered magnet, including:
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