JP2822169B2 - リング磁石の成形装置および成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁性粉体により
ラジアル異方性のリング磁石を成形するリング磁石の成
形装置および成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のリング磁石の成形装置として、例
えば図４に示すものが知られている。これは、金型１に
下パンチ２を挿入している下ラム３と、該下ラム３内に
昇降可能に挿入されて、上記下パンチ２とともに上記金
型１内にリング状の成形空間１１を形成する下部コア４
とを有する。

【０００３】また、上記金型１は磁路の一部を形成する
ヨーク５内に設置され、この金型１上に配置された上ラ
ム６内には昇降可能に上部コア７が挿入されている。な
お、８は上ラム６に一体の上パンチである。

【０００４】さらに、上記下ラム３の周囲には下部磁化
コイル９が配置されており、上記上ラム６の周囲には上
部磁化コイル１０が配置されている。

【０００５】次にかかる構成のリング磁石の成形装置の
動作について説明する。まず、金型１およびこれに均等
な面で連続するヨーク５の上面に、例えば磁性粉体を入
れたシューボックスを滑らせて、上記成形空間１１内に
その磁性粉体を落下充填する。

【０００６】次に、上ラム６を降下させて、上パンチ８
が僅かに成形空間１１内に突込んだ図示の位置であっ
て、かつ上部コア７が下部コア４に接した位置で、その
上ラム６の降下を停止させる。

【０００７】そこで、上部磁化コイル１０および下部磁
化コイル９に相互に反発する極性となるように通電を行
い、この通電状態にて上ラム６を再降下させ、上パンチ
８で成形空間１１内の磁性粉体を所定の圧力になるまで
加圧する。

【０００８】そして、その加圧終了時点で通電を停止
し、続いて、上記各コイル９，１０に上記とは逆向の通
電を行って、磁性粉体からなる成形体の減磁を行う。こ
の後、金型１を下降させ、上ラム６を上昇させ、下部コ
ア４を下降させた後、下パンチ２を上昇させることによ
って、上記成形体を取り出す。

【０００９】このようにして、大径の空心コイルである
下部磁化コイル９および上部磁化コイル１０を下ラム３
および上ラム６をそれぞれ磁心とするようにセットし、
しかも互いに反発する向きの磁束を各コア４，７から金
型１に向って放射状に流すことにより、磁性粉体をラジ
アル方向に配向して、ラジアル異方化のリング磁石を製
造している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のリング磁石の成形装置にあっては、下部磁化コイ
ル９および上部磁化コイル１０が大径となるため、ま
た、各ラム３，６を磁気回路とする磁路長が長くなるた
め、各コイル９，１０の起磁力を相当程度に大きくする
必要があった。

【００１１】このため、設備の大形化によるコストアッ
プを招くほか、磁気抵抗損失の増大に伴い配向のための
磁化や減磁のための通電時間の立上りと立下りに長時間
を要し、また、磁化と減磁との間に通電休止時間（コイ
ルの自己インダクタンスによる時定数を超える）を設け
る必要があるところから、結果的にリング磁石１個を成
形するための所要時間が、例えば２５〜４５秒にもなる
という課題があった。

【００１２】この発明は上記のような従来の課題を解決
するためになされたものであり、通電時間および通電電
流を少なく抑えながら強力な磁場を磁性粉体に効率的に
及ばせて、所期のリング磁石を小さい設備にてローコス
トに製造できるリング磁石の成形装置および成形方法を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
リング磁石の成形装置は、金型に下パンチを挿入してい
る下ラムと、該下ラム内に昇降可能に挿入されて、上記
下パンチとともに上記金型にリング状の成形空間を形成
する下部コアと、上記金型の上面に移動可能とされて、
上記下部コアに当接される磁極および上記金型に当接さ
れるヨークを一体に有する電磁石とを設けて、該電磁石
の上記金型の上面からの退避後に上ラムに一体の上パン
チを、上記成形空間内に挿入して、該成形空間内に充填
された磁性粉体を圧縮成形するようにしたものである。

【００１４】請求項２の発明にかかるリング磁石の成形
方法は、金型内に下ラムの下パンチおよび下部コアによ
って形成されたリング状の成形空間に磁性粉体を充填
し、磁極とヨークを一体に有する電磁石を、上記磁極が
上記下部コア端に一致するように上記金型上にセットし
た後、上記電磁石に通電して上記磁性粉体に磁場を印加
し、続いてその電磁石を上記金型上から退避させた後
に、上記金型上方から上ラムの上パンチを上記成形空間
内に挿入して上記磁性粉体を圧縮し、さらに上記上ラム
を上昇退避させた後再び上記電磁石を上記金型上にセッ
トして脱磁モードの磁場を上記磁性粉体に印加するよう
にしたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図について説明する。図１はこの発明のリング磁石の成
形装置を具体的に示す断面図であり、ここでは図３に示
したものと実質的に同一構成となる部分には同一符号を
付して、その重複する説明を省略してある。

【００１６】この実施の形態では、既述の上部コア７，
下部磁化コイル９および上部磁化コイル１０が省かれて
おり、新たに、金型１の上面およびこれと均等レベルに
位置した下部コア４の上面にスライド可能に、小径の電
磁石１５を後述の磁性粉体に配向のための磁場を与える
磁化器として設けてある。

【００１７】また、この電磁石１５は磁極１６を中心と
してその周辺にヨーク１７を一体に有するものからな
り、磁極１６には励磁用のコイル１８が巻装されてい
る。

【００１８】上記磁極１６は、また上記下部コア４の端
面と形状およびサイズが略一致する形態をなし、ヨーク
１７は金型１の上面に対向する位置に設けられている。
つまり、磁極１６およびヨーク１７は互いに近接した配
置となっている。

【００１９】さらに、１９は内部に磁性粉体２０を収納
して、上記金型１上にスライド可能なシューボックスで
ある。

【００２０】次にかかる構成になる成形装置によりリン
グ磁石を成形する方法について説明する。まず、金型
１，下パンチ２および下部コア４とで形成された成形空
間１１内に、シューボックス１９を金型１上にスライド
させることで、その中の磁性粉体２０を充填し、続い
て、そのシューボックス１９を金型１上から退避させ
る。

【００２１】次に、上記電磁石１５を金型１上へスライ
ドさせて、磁極１６を下部コア４の上面に一致するよう
にセットし、磁極コイル１８に瞬時に通電を行う。これ
により、電磁石１５には起磁力が発生し、磁極１６を中
心として発生する磁束が下部コア４，成形空間１１内の
磁性粉体，金型１およびヨーク１７が作る磁路を通過
し、これによりその磁性粉体を配向させる。

【００２２】この発明では、上記のように電磁石１５が
小径で磁極１６とヨーク１７が近接しているため、小さ
な起磁力でも金型１を磁路の一部として成形空間１１内
の磁性粉体に磁束を集中させることが可能であり、強い
配向磁場を磁性粉体に与えることができる。

【００２３】そして、電磁石１５は成形機とは独立して
作動（スライドなど）するため、磁極１６と下部コア４
との密接によって磁路内の磁気抵抗を小さく抑えること
ができ、磁路長を短くできることと合わせて、短期間の
通電にて強力な磁場を発生させることができる。従っ
て、電磁石１５による印加磁場は静磁場でもパルス磁場
のいずれでもよい。

【００２４】次に、上記磁性粉体の配向後、一旦、電磁
石１５を金型１上から退避させ、上ラム６を下降するこ
とにより、上パンチ８によって成形空間１１内の磁性粉
体を圧縮成形する。

【００２５】こうして、圧縮成形を終了した後は上ラム
６を上昇させて、再度電磁石１５を金型１上にスライド
させ、磁極１６を下部コア４に当接させて、上記とは逆
方向の静磁場あるいはパルス磁場を発生させて、上記成
形された磁性粉体の成形体の減磁を行う。

【００２６】続いて、この減磁を行った後で電磁石１５
を金型１上から退避させ、さらに金型１および下部コア
４を下降させまたは下パンチ２を上昇させることで、上
記成形体を取り出すことができる。

【００２７】このように、小形の電磁石１５を、上ラム
６の作動とは別に金型１上にスライドさせ、磁極１６お
よびヨーク１７と下部コア４および金型１との各接合に
よって、磁性粉体およびこれの成形体の磁化や減磁を、
損失を少なく抑えて効率的に実施可能とする。従って、
リング磁石の製造効率および製造コストが大幅に改善さ
れ、従来方法に比べて、例えば３〜４倍の高速成形，製
造が可能になる。

【００２８】また、上記実施の形態では１個取りのリン
グ磁石の成形装置について述べたが２個取り以上の成形
も、上記電磁石の小形化によって効率的に行える。

【００２９】図２は４個取りの成形に用いる成形装置の
要部を示す断面図であり、１Ａは４個の下パンチ２Ａお
よび下部コア４Ａとともに成形空間１１Ａを形成する金
型、１５Ａは上記各下部コア４Ａに対向する位置に同様
の磁極１６Ａを対向配置した、図３に示すような略円盤
状の電磁石で、これらの磁極１６Ａには、電源に対し直
列接続された励磁コイル１８Ａがそれぞれ巻装されてい
る。

【００３０】また、各磁極１６Ａと一体に電磁石１５Ａ
に設けられたヨーク１７Ａは、上記金型１Ａの中心部分
および周辺部分の各上面に当接可能に臨んでいる。

【００３１】かかる構成になるリング磁石の成形装置で
は、上記励磁コイル１８Ａに電流を流すことにより、４
つの磁極１６Ａが同時に励磁され、これらの磁極１６Ａ
が発生する磁束は、これに対する各４本の下部コア４
Ａ、各成形空間１１Ａ内の磁性粉体またはこれの成形
体、金型１Ａの中心部および周辺部の上面、ヨーク１７
Ａをそれぞれ点線矢印に示すように通過する。

【００３２】このため、各成形空間１１Ａ内の磁性粉体
またはこれの成形体に対し強力な磁場を集中させること
が可能となり、同時に４個のリング磁石が成形可能とな
る。

【００３３】特に、この場合、金型１Ａの中心部を通っ
て流れる磁束の方向は一致するため、磁束流の干渉は生
じることがなく、均一な放射状の磁場が得られる。

【００３４】このように、この発明によるリング磁石の
成形方法にあっては、磁場の集中と磁気抵抗低減の相乗
作用により、瞬間の通電、例えばパルスの通電によって
も、強力な磁場を磁性粉体やこれの成形体に効率的に及
ばしめることが可能となり、これを簡単かつ安価な構成
および方法にて実現できる。

【００３５】また、上記パルス電流の印加によって、パ
ルス磁場による配向度が向上し、高性能のリング磁石を
得ることができ、また、従来に比べて２〜３倍の高効率
にて磁場成形が可能となる。

【００３６】特に、１−５系サマコバ磁石やネオジ磁石
はニュークリエイション型の保磁力発生機構を有してい
るので、最初の磁化方向に対して静磁場で脱磁するのは
難しいが、強力なパルス磁場での脱磁は可能であり、従
って、その製品のハンドリングが容易となる。

【００３７】また、この発明の成形方法では成形品の脱
磁の際に、同時に金型１も脱磁されるため、磁性粉体の
給粉の際におけるブリッジング現象が解消され、従っ
て、給粉が容易となる。

【００３８】また、磁場の印加と磁性粉体の圧縮成形の
作業が独立したステップで実施されるため、これらの相
互の作動タイミングの制御が容易となり、設備コストが
安価になるという効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれば
金型に下パンチを挿入している下ラムと、該下ラム内に
昇降可能に挿入されて、上記下パンチとともに上記金型
にリング状の成形空間を形成する下部コアと、上記金型
の上面に移動可能とされて、上記下部コアに当接される
磁極および上記金型に当接されるヨークを一体に有する
電磁石とを設けて、該電磁石の上記金型の上面からの退
避後に降下するする上ラムに一体の上パンチを、上記成
形空間内に挿入して、該成形空間内に充填された磁性粉
体を圧縮成形するように構成したので、通電時間および
通電電流を少なく抑えながら強力な磁場を磁性粉体に効
率的に及ばせることができ、これにより所期のリング磁
石を小さい設備にてローコストに製造できるものが得ら
れる効果がある。

【００４０】また、請求項２の発明によれば金型内に下
ラムの下パンチおよび下部コアによって形成されたリン
グ状の成形空間に磁性粉体を充填し、磁極とヨークを一
体に有する電磁石を、上記磁極が上記下部コア端に一致
するように上記金型上にセットした後、上記電磁石に通
電して上記磁性粉体に磁場を印加し、続いてその電磁石
を上記金型上から退避させた後に、上記金型上方から上
ラムの上パンチを上記成形空間内に挿入して上記磁性粉
体を圧縮し、さらに上記上ラムを上昇退避させた後再び
上記電磁石を上記金型上にセットして脱磁モードの磁場
を上記磁性粉体に印加するようにしたので、磁性粉体や
これの成形体への磁場の印加と、上ラムの作動による圧
縮成形の各動作を独立して異なったタイミングにて実現
でき、このため、この制御のためのシステムの設計の容
易化および設備のローコスト化を容易に実現できるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態によるリング磁石の成
形装置を示す断面図である。

【図２】この発明の実施の他の形態によるリング磁石の
成形装置を示す要部断面図である。

【図３】図２における電磁石の平面図である。

【図４】従来のリング磁石の成形装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１，１Ａ 金型 ２，２Ａ 下パンチ ３，３Ａ 下ラム ４，４Ａ 下部コア ６ 上ラム ８ 上パンチ １１ 成形空間 １５ 電磁石 １６ 磁極 １７ ヨーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01F 41/02 B22F 3/087

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型に下パンチを挿入している下ラム
   と、該下ラム内に昇降可能に挿入されて、上記下パンチ
   とともに上記金型にリング状の成形空間を形成する下部
   コアと、上記金型の上面に移動可能とされて、上記下部
   コアに当接される磁極および上記金型に当接されるヨー
   クを一体に有する電磁石と、該電磁石の上記金型の上面
   からの退避後に上記成形空間内に挿入され、該成形空間
   内に充填された磁性粉体を圧縮成形する上ラムの上パン
   チとを備えたことを特徴とするリング磁石の成形装置。
2. 【請求項２】 金型内に下ラムの下パンチおよび下部コ
   アによって形成されたリング状の成形空間に磁性粉体を
   充填し、磁極とヨークを一体に有する電磁石を、上記磁
   極が上記下部コア端に一致するように上記金型上にセッ
   トした後、上記電磁石に通電して上記磁性粉体に磁場を
   印加し、続いてその電磁石を上記金型上から退避させた
   後に、上記金型上方から上ラムの上パンチを上記成形空
   間内に挿入して上記磁性粉体を圧縮し、さらに上記上ラ
   ムを上昇退避させた後再び上記電磁石を上記金型上にセ
   ットして脱磁モードの磁場を上記磁性粉体に印加するこ
   とを特徴とするリング磁石の成形方法。