JP2652741B2

JP2652741B2 - 永久磁石の製造方法

Info

Publication number: JP2652741B2
Application number: JP4081618A
Authority: JP
Inventors: 裕也渡辺; 勝裕藤野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-03-03
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1997-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: JPH05243066A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スピーカやマグネトロ
ン等の磁気回路に用いる環状の永久磁石の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ＳｒフェライトないしＢａフェライト等
のマグネトプランバイトの異方性酸化物永久磁石が知ら
れており、これを円環状の形状とし、その両端面を着磁
して、スピーカや、マグネトロン用等に用いられてい
る。このような酸化物永久磁石は、磁場中で円環状に湿
式成形したのち、焼結して製造される。

【０００３】酸化物永久磁石を湿式成形によって成形す
るには、酸化物磁性粉末を水等の分散媒に懸濁したスラ
リーを、成形型のキャビティ内に圧送充填し、磁場中で
加圧するとともに、キャビティ内から分散媒を排除しな
がら成形する。分散媒を排除する際には、通常、キャビ
ティを構成する一方のパンチに、濾布等の濾過体を配置
する。

【０００４】しかし、このようにして得られる環状の成
形体の濾過体側の環状の端面には、濾過体の凹凸形状が
転写され、特にその内周および外周には、それぞれ内方
および外方に突出するバリが生じてしまう。このバリが
特に内周に生じた成形体から焼結体を得ると、磁石の実
装に際し、大きな障害を生じてしまう。

【０００５】ところで、近年、このような永久磁石の量
産性を高め、その製造コストを低減するために、その製
造は無人自動化製造ラインで行われてきている。成形体
の濾過体側端面の外周のバリは、自動化ラインでも、成
形体の搬送中に、その外周にローラ等を当接させること
などによって、焼成前に容易に除去することができる。
しかし、内周のバリは、その焼成前の除去が難しく、自
動化ラインではほとんど困難である。このため、焼成前
に内周バリを除去しようとすると手作業によるしかな
く、除去作業に時間を要し、その歩留りが悪く、量産性
向上と、コスト低減に大きな障害となっているのが現状
である。

【０００６】一方、このような内周バリが存在した状態
で焼結すると、当然のことながら焼結体にもバリが生じ
る。焼結体の内周バリの除去のためには研磨を行えばよ
い。ただし、自動化ラインで量産性良く研磨できる方法
としては、濾過体側の端面あるいは上下両端面の研磨を
採用せざるを得ない。

【０００７】しかし、通常の方法で湿式成形された成形
体から得られた焼結体の上下端面は、互いに平行な平面
であり、内周バリを除去するためには濾過体側の一方の
端面あるいは両端面を全面研磨せざるを得ず、研磨負荷
が大きくなり、加工スピードが遅く、量産性が低下し、
コスト高となっている。また、研磨量が多いため、重量
歩留りが悪い他、内外両周縁、特に外周縁に研磨による
カケやチッピングが発生し、数量歩留りも悪くなり、コ
スト高をさらに増長している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、特に内周バリがなく、欠陥がきわめて少なく、自動
化ラインにて高い量産性で製造できる環状の永久磁石の
製造方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（８）の本発明により達成される。（１）一方のパンチに濾過体を配置し、このパンチと
ダイとコアロッドと他方のパンチとで形成されるキャビ
ティ内で、酸化物永久磁石材料を磁場中湿式成形して環
状の成形体を得る際に、成形体に、ほぼ軸方向の磁場を
印加し、前記濾過体を配置するパンチの押圧面の内周部
を外周部より凹入させて、前記濾過体側端面の内周部を
外周部より突出させた成形体を得、この成形体を焼結し
て、前記濾過体側端面の内周部が外周部より突出した焼
結体を得、この焼結体の前記濾過体側端面の少なくとも
内周部を研磨して、内周のバリを除去する永久磁石の製
造方法。

【００１０】（２）前記焼結体の外周面を支持しなが
ら搬送し、相対向するグラインダ間で両端面を研磨する
上記（１）の永久磁石の製造方法。

【００１１】（３）前記濾過体を配置するパンチと対
向するパンチの押圧面の内周部を外周部より突出させる
か凹入させるかして、前記濾過体側と反対側の端面の内
周部を外周部より凹入させるか突出させた成形体を得る
上記（１）または（２）の永久磁石。

【００１２】（４）前記焼結前に、前記成形体の外周
バリを除去する上記（１）ないし（３）のいずれかの永
久磁石の製造方法。

【００１３】（５）前記濾過体を排液孔を有する上パ
ンチ側に配置して、ダイおよびコアロッドと対接させ、
下パンチまたは前記上パンチを押圧して酸化物永久磁石
材料のスラリーを磁場中成形する上記（１）ないし
（４）のいずれかの永久磁石の製造方法。

【００１４】

【００１５】（６）前記研磨に際し、前記濾過体側端
面の外周部に未研磨部を設ける上記（１）ないし（５）
のいずれかの永久磁石の製造方法。

【００１６】（７）前記焼結体は円環状であり、その
外周半径をＲｏ、内周半径をＲｉとしたとき、内周から
０．２（Ｒｏ−Ｒｉ）以上の領域を研磨する上記（１）
ないし（６）のいずれかの永久磁石の製造方法。

【００１７】（８）前記永久磁石の厚さをＴとしたと
き、内周における０．０１Ｔ以上の厚さが研磨されてい
る上記（１）ないし（７）のいずれかの永久磁石の製造
方法。

【００１８】

【作用】本発明では、濾過体を配置するパンチの押圧面
の内周部を外周部より凹入させて成形することによっ
て、濾過体側端面の内周部が外周部より突出した成形体
を得、これを焼結して焼結体とし、その内周部を研磨し
て内周バリを除去する。この研磨は、例えば対向グライ
ンダ間に焼結体を搬送して行えばよいので、量産性がき
わめて高い。しかも、内周部の所定領域を研磨しさえす
ればよいので、全面研磨するときと比較して、研磨負荷
が格段と小さくなり、加工スピードが増大し、コスト低
減が図られる。さらに、研磨量も少なくなるので、カケ
やチッピングに起因する数量歩留りと、重量歩留りとが
格段と向上し、この点でもコスト低減が図られる。

【００１９】なお、特開昭６１−５４６０１号公報に
は、濾過体側端面の縁端部を面取りした形状の成形体を
得、これによる研磨時のカケやハガレを防止するための
提案がなされているが、この提案では、自動化ラインで
の内周バリの除去について着眼されておらず、面取り形
状であってもバリが発生することにはかわりはなく、内
周バリの除去に全面研磨を行なわざる得ず、前記のコス
ト増の解決とはなっていない。また、本発明の成形体
は、その内周部を突出させるので、この提案の面取りと
は異なる。

【００２０】このように、従来、濾過体を配置する成形
装置のパンチ押圧面形状を規制して、成形を行ない、そ
れから得られた異形形状の焼結体に部分研磨を施し、濾
過体の表面形状にもとづく内周バリを除去する旨の提案
は存在していない。

【００２１】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００２２】本発明の永久磁石１は、マグネトプランバ
イト型等のフェライト磁石であって、図１に示されるよ
うに、環状をなす。環状体の永久磁石１の一方（図示上
方）の環状端面が濾過体側端面１１であり、この面の一
部、すなわち外周部は、通常、未研磨部１４とするの
で、濾過体の凹凸形状の転写模様が残存している、一
方、その内周部は平坦に研磨された研磨部１５とされて
いる。

【００２３】このような永久磁石１を得るには永久磁石
材料の粉末を分散したスラリーを用い、磁場中湿式成形
して成形体を作製し、それを焼結して焼結体を得る。成
形体および焼結体１０は、図２に示される例では、円筒
形状であって、内周部の方が外周部より突出した形状と
なっている。そして、成形時、濾過体と当接する一方の
濾過体側端面１１には、濾過体の凹凸形状が転写され、
凹凸をなしている。そして、この濾過体側端面の内周お
よび外周には、バリ１７（内周部のみを図示）が生じて
いる。

【００２４】このようなバリは以下のようにして発生す
る。すなわち、スラリー１００は、図３に示されるよう
に、上パンチ２１、下パンチ２５、ダイ３１、コアロッ
ド３５で形成されるキャビティ内にて湿式成形され、濾
過体７は、一方のパンチ（この場合は上パンチ２１）の
端面側に設けられている。しかし、濾過体７の配置にあ
たっては、濾過体にたわみ等が生じやすく、上パンチ２
１と、コアロッド３５やダイ３１間に微小間隙をを生じ
やすく、この部分に入り込んだスラリーがバリの原因と
なる。特に、成形を自動化ラインで行うようなときに
は、ダイ３１と上パンチ２１間の当接位置の組立ては高
精度にできるが、コアロッド３５は細長い細径形状のた
め、上下組み付け精度は悪くならざるをえず、また連続
成形によっても濾過体に付着した材料や、ロッド上に付
着した材料によって組み付け精度が悪化してくる。この
ため、特に自動化ラインにおいては、内周バリの発生が
多くなる。なお、濾過体７は上パンチ２１側に配置さ
れ、下パンチ２５または上パンチ２１を押圧して成形す
る。このため、濾過体７と反対側の端面１２は、例えば
下パンチ２５に押圧されて凹凸のない平坦な面を形成し
ている。一方、図３に示される例では、上パンチ２１、
下パンチ２５は、その押圧面２１５、２５５が、内周に
向かって連続的に傾斜して、内周部が外周部より凹入し
た形状となっている。この結果、成形体は、上パンチ２
１、下パンチ２５の押圧面形状に応じ、それぞれの押圧
面の内周部が外周部より連続的に傾斜して突出した形状
をなし、この結果、それから得られる焼結体１０は、一
定の縮率で収縮するので、図２に示されるような形状と
なる。そして、この焼結体１０の濾過体側端面１１の内
周部を研磨して、内周バリを除去するものである。

【００２５】図３には、成形装置の１例が示される。図
３にもとづきより詳細に説明するならば、支柱５によっ
てダイス３１が支承されており、このダイス３１に上パ
ンチ２１、下パンチ２５、コアロッド３５が配置され
る。ダイス３１の外周部分にはコイル８が取り付けられ
ており、両パンチ２１、２５を磁性として、成形の際
に、軸心方向に磁場配向可能とされている。今、コアロ
ッド３５はダイス３１内に固定配置されている。また、
上パンチ２１、下パンチ２５は、それぞれシリンダ４
１、４５によって上下に移動可能となっており、上パン
チ２１は下降してダイス３１の上面に当接し、また、下
パンチ２５はダイス３１に設けられた貫通部内を上昇し
て加圧成形を行なうようになっている。すなわち、酸化
物磁石粉末のスラリーは上パンチ２１、下パンチ２５、
ダイス３１、コアロッド３５によって形成されたキャビ
ティ内に充填されて成形されるものであり、このため、
ダイス３１には、キャビティに連通する供給路（図示せ
ず）が形成されている。

【００２６】上パンチ２１には加圧によってスラリーか
ら押し出される分散媒（水）を排出するための排液孔６
１が複数穿設されており、この排液孔６１が排液路６５
に連通している。さらに、上パンチ２１側には濾過体７
が取り付けられており、加圧時に分散媒のみを排液孔６
１内に押し出し、磁石粉末をキャビティ内に止める作用
をなしている。この濾過体７はロール７１、７５に巻回
されており、ロール７１、７５を回転させることによ
り、適宜巻き取られるようになっており、その都度シー
ト交換を要することなく連続成形が可能となっている。

【００２７】このような構成の装置によって永久磁石の
成形体を得るには、シリンダ４１の作動で上パンチ２１
をダイス３１の上面に当接させると共に、下パンチ２５
を下降させて、上パンチ２１、ダイス３１、コアロッド
３５、下パンチ２５によって成形のためのキャビティを
形成し、このキャビティ内に磁石粉末のスラリーを圧送
し充填する。この圧送はキャビティに連通した供給路か
ら行なわれ、この供給の後に、下パンチ２５が上昇して
スラリーを加圧する。この加圧によってスラリー内の分
散媒は濾過体７で濾過されて排液孔６１内に押し出さ
れ、排液口６５から外部に排出されると共に、磁石粉末
は上パンチ２１と下パンチ２５とによって圧搾され、所
定形状の永久磁石の成形体１００が成形される。そし
て、この成形の際に、濾過体７の表面凹凸形状が転写さ
れる。なお、前記と異なり、上パンチ２１によって押圧
する構成としてもよい。

【００２８】前記のとおり、コイル８による配向磁場は
ほぼ軸心方向であって、焼結体やこれを部分研磨して得
られる永久磁石１のＣ軸方向は、図１に示されるよう
に、ほぼ環状体の軸心方向を向いている。なお、濾過体
７としては、濾布、濾紙等種々のものであってもよい。

【００２９】このようにして得られた成形体は次いで常
法に従い焼結される。焼結に先立っては、濾過体側端面
１１の外周部のバリを除去しておくことが好ましい。す
なわち、成形終了後、上パンチ２１を上昇させてキャビ
ティを開放したのち、下パンチ２５を上昇させて成形体
を装置から取り出し、これを搬送する。この搬送に際し
ては、好ましくは成形体の外周面を支持しながら行な
い、これを回転させることにより、その周面を支持搬送
するための支持ローラ、ないしは一方の端面を支持搬送
しつつその周面をガイドするガイドローラと、その外周
面を当接させれば、外周バリは容易に除去可能となる。

【００３０】この後の焼結によって得られた焼結体１０
は、図２に示されるように、成形体同様、濾過体側端面
１１の内周が、その外周より突出するように傾斜するか
反った状態となる。傾斜ないし反り量は、永久磁石１の
外周半径Ｒｏ、内周半径Ｒｉおよび厚さＴ等に応じて変
更可能であるが、通常の永久磁石サイズＲｏ＝１０〜１
１０mm、Ｒｉ＝５〜５５mm、Ｔ＝５〜２５mmを得る場合
（図１参照）において、焼結体１０の一方の端面の外周
縁と内周縁との高さの差で表わされる傾斜量が０．１〜
４mm程度、特に０．２〜２mm程度、また焼結体１０の下
面を平板上に載置したときの最大高さＴ′が、Ｔ′／Ｔ
≦１．２、特に１．０２≦Ｔ′／Ｔ≦１．１０となるよ
うにすることが好ましい。なお、濾過体７と反対側の端
面１２は平坦面であってもよいが、図示のように、濾過
体７と反対側の端面１２は、濾過体７と反対側に突出、
傾斜、さらには湾曲させるか、それとは逆に濾過体７側
に突出、傾斜、さらには湾曲させれば、後述の研磨の際
の研磨負荷が減少し、より一層好ましい結果を得る。ま
た、図示例では、濾過面側の端面１１や、それと反対側
の端面１２の傾斜の状態は、一定の勾配にて傾斜した状
態となっているが、曲面にて傾斜あるいは湾曲させた
り、段差をもって内周側を突出させたりすることも可能
である。

【００３１】一方、焼結体１０の濾過体側端面１１に
は、濾過体７の表面形状が転写されている。この転写形
状は、濾過体７によっても異なるが、分散媒除去能の点
でより好ましい濾過体７を用いるときには、凹部深さ
０．０５〜０．２ｍｍ程度のものである。そして、この
濾過体側端面１１の内周縁には、図２に示されるよう
に、自動化ラインでは除去できなかったバリ１７が存在
している。バリ１７の内周方向成長は、一般に０．２〜
５ｍｍ程度、上方に突出するバリ１７の高さは、０．０
５〜０．３ｍｍ程度である。

【００３２】次に、このような焼結体１０に研磨を行
う。研磨は、少なくとも濾過体側端面１１のみの好まし
くは部分研磨であってよいが、焼結体１０を連続的に搬
送しつつ、その搬送中に研磨を行うと、量産上きわめて
好ましい結果が得られるので、図示のように、濾過体側
端面１１と、その反対側の端面１２とを、一点鎖線で示
されるように同時に研磨することが好ましい。

【００３３】図４には、そのような好ましい研磨工程が
示される。図４においては、永久磁石１の最終厚さＴと
対応する間隙を隔てて、１対の互いに逆方向に回転する
グラインダ９１、９５が対向配置されている。そして、
焼結体１０をその直径方向が垂直となるように、図中ｂ
方向に搬送し、その両面を研磨すればよい。図２のよう
な焼結体１０の場合には、両端面がともに、内周が外周
より突出するように傾斜するか反った状態になっている
ので、傾斜ないし反りのない環状体を研磨するときと比
較して、グラインダ９１、９５によって削り取られる研
磨量は格段と小さくなり、重量歩留りは格段と向上する
とともに、加工スピードもきわめて速くなる。

【００３４】このような場合、研磨に際しては、濾過体
側端面１１において、内周から、０．２（Ｒｏ−Ｒｉ）
以上の領域（研磨部１５）を研磨することが好ましい。
研磨部１５の領域が小さすぎるとバリの除去の実効がな
くなる。また、スピーカやマグネトロン等のヨークとの
接触面積が小さくなってしまい、有効磁束量が低下して
しまう。ただし、研磨部１５の領域が広すぎると、研磨
負荷が大きくなり、また全域を研磨して、研磨部の領域
が外周端まで達すると、外周縁にカケやチッピングが発
生しやすくなる。さらには、研磨量の増大により重量歩
留りも低くなる。一般に、例えばスピーカのヨークの寸
法は、磁石外径より小さな外径に設定されており、研磨
部１５の領域をヨーク外径より大きなものとしても有効
磁束量の変化は少ない。これらのため、研磨部１５の領
域は、ヨーク外径以下、より好ましくは０．９５Ｒｏ以
下、特に０．９Ｒｏ以下とし、これらの不都合を解消す
ることが好ましい。

【００３５】他方、研磨厚さΔＴは、永久磁石の全厚Ｔ
に対し、ΔＴ／Ｔ≧０．０１とすることが好ましい。こ
れにより、内周バリを有効に除去できる。ただし、ΔＴ
を大きくしすぎると、前記と同様の不都合が生じるの
で、ΔＴ／Ｔ≦０．１とすることが好ましい。なお、図
１に示される永久磁石１では、前記の両面研磨を施して
いるので、濾過体と反対側の端面には、外周側から、前
記と同様の研磨代で研磨されている。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な成形装置の変更
のみで、自動化ラインに用いて、きわめて量産性よく内
周バリを除去することができる。この際、研磨負荷が格
段と小さくなり、加工スピードは格段と向上する。ま
た、カケやチッピングが防止され、数量および重量歩留
りが向上し、これらから製造コストが格段と低減され
る。

【００３７】本発明者らは、このような効果を確認する
ため種々実験を行った。以下にその１例を示す。

【００３８】実験例図３の装置を用い、上パンチ２１、下パンチ２５の押圧
面２１５、２５５の内周側を連続的に凹入させて、４０
０kg/cm²の圧力でＳｒフェライトの湿式磁場中成形を行
った。その後、１２４０℃で焼結した。配向磁場は軸心
方向とした。焼結体１０は、外径２Ｒｏ＝７０mm、内径
２Ｒｉ＝３２mmであり、その濾過体側端面１１には、深
さ０．１mmの凹部を有する凹凸が形成されていた。ま
た、焼結体１０の内周高さは１０．６mm、外周高さは
９．６mmとした。

【００３９】図４の装置により、この焼結体１０の濾過
体側端面１１の内周側と、反対側端面１２の内周側とを
研磨した。研磨代は、ΔＲ＝１１ｍｍ、片面のΔｔ＝
０．３ｍｍとし、全厚Ｔ＝１０ｍｍの永久磁石（Ａ）と
した。

【００４０】これに対し比較のため、上パンチ２１、下
パンチ２５の押圧面２１５、２５５を平坦面とし、軸心
方向磁場中成形を行って、上記と同様に成形および焼結
を行い、一方の端面に濾過体表面の転写形状をもつが、
平行円環状のＲｏ＝７０mm、Ｒｉ＝３２mmの焼結体を得
た。次いで、この両面を０．４mmの厚さの研磨代で全面
研磨して、永久磁石Ｂを得た。

【００４１】両者とも、焼結体１０には、濾過体側端面
の内周縁に幅０．２〜３mm、高さ０．２mm程度までのバ
リが生じていたが、これは上記の研磨によりすべて除去
することができた。ただし、永久磁石Ａでは、比較永久
磁石Ｂと比較して、加工スピードが１５％速くなり、カ
ケ、チッピング発生率が５％低減し、研磨量は半減し
た。

【００４２】以上から、本発明効果が明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の永久磁石を示す断面図である。

【図２】本発明における焼結体を示す断面図である。

【図３】本発明の湿式成形に用いる装置を示す断面図で
ある。

【図４】本発明の研磨に用いる装置を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１永久磁石１０焼結体１００スラリー１１濾過体側端面１４未研磨部１５、１６研磨部１７バリ２１上パンチ２５下パンチ３１ダイス３５コアロッド７濾過体８コイル９１、９５グラインダ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一方のパンチに濾過体を配置し、このパ
ンチとダイとコアロッドと他方のパンチとで形成される
キャビティ内で、酸化物永久磁石材料を磁場中湿式成形
して環状の成形体を得る際に、成形体に、ほぼ軸方向の磁場を印加し、前記濾過体を配置するパンチの押圧面の内周部を外周部
より凹入させて、前記濾過体側端面の内周部を外周部よ
り突出させた成形体を得、この成形体を焼結して、前記濾過体側端面の内周部が外
周部より突出した焼結体を得、この焼結体の前記濾過体側端面の少なくとも内周部を研
磨して、内周のバリを除去する永久磁石の製造方法。
【請求項２】前記焼結体の外周面を支持しながら搬送
し、相対向するグラインダ間で両端面を研磨する請求項
１の永久磁石の製造方法。
【請求項３】前記濾過体を配置するパンチと対向する
パンチの押圧面の内周部を外周部より突出させるか凹入
させるかして、前記濾過体側と反対側の端面の内周部を
外周部より凹入させるか突出させた成形体を得る請求項
１または２の永久磁石。
【請求項４】前記焼結前に、前記成形体の外周バリを
除去する請求項１ないし３のいずれかの永久磁石の製造
方法。
【請求項５】前記濾過体を排液孔を有する上パンチ側
に配置して、ダイおよびコアロッドと対接させ、下パン
チまたは前記上パンチを押圧して酸化物永久磁石材料の
スラリーを磁場中成形する請求項１ないし４のいずれか
の永久磁石の製造方法。
【請求項６】前記研磨に際し、前記濾過体側端面の外
周部に未研磨部を設ける請求項１ないし５のいずれかの
永久磁石の製造方法。
【請求項７】前記焼結体は円環状であり、その外周半
径をＲｏ、内周半径をＲｉとしたとき、内周から０．２
（Ｒｏ−Ｒｉ）以上の領域を研磨する請求項１ないし６
のいずれかの永久磁石の製造方法。
【請求項８】前記永久磁石の厚さをＴとしたとき、内
周における０．０１Ｔ以上の厚さが研磨されている請求
項１ないし７のいずれかの永久磁石の製造方法。