JP3639584B1 - Magnetic field orientation molding device and orientation magnetic field generator - Google Patents
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Abstract
【課題】 ポールピース間の間隔を変更することなく、また、配向磁場成形装置の構成を大幅に変更することなく高い配向磁場を均一に発生させることのできる配向磁場成形装置を提供する。
【解決手段】 対向して配置される上下パンチ2、3と、上下パンチ2、3とともに被成形粉末を収容するキャビティ9を形成しかつ被成形粉末を加圧成形するダイ4と、ダイ4を挟んで対向配置されるポールピース5、6及びポールピース5、6の各々に配設された励磁コイル7、8を有し、加圧成形の方向と直交する方向の磁場をキャビティ9に収容された被成形粉末に印加する配向磁場発生部とを備えている。ポールピース5、6は、その断面積が磁場の向きで等しい円柱部5a、6aと、円柱部5a、6aに連なりその断面積が円柱部5a、6aより小さくかつダイ4に臨んで配置される円錐台部5b、6bとを備え、励磁コイル7、8は、円柱部5a、6a及び円錐台部5b、6bに亘って配設されている。
【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an alignment magnetic field forming apparatus capable of uniformly generating a high alignment magnetic field without changing the interval between pole pieces and without significantly changing the configuration of the alignment magnetic field forming apparatus.
SOLUTION: Upper and lower punches 2 and 3 arranged opposite to each other, a die 4 that forms a cavity 9 for accommodating a powder to be molded together with upper and lower punches 2 and 3, and press-molds the powder to be molded; Pole pieces 5 and 6 disposed opposite to each other and excitation coils 7 and 8 disposed on each of the pole pieces 5 and 6, and a magnetic field in a direction orthogonal to the direction of pressure molding is accommodated in the cavity 9. And an orientation magnetic field generator to be applied to the powder to be molded. The pole pieces 5 and 6 are connected to the cylindrical portions 5a and 6a having the same cross-sectional area in the direction of the magnetic field and the cylindrical portions 5a and 6a, and the cross-sectional areas thereof are smaller than the cylindrical portions 5a and 6a and face the die 4. And the exciting coils 7 and 8 are disposed over the cylindrical portions 5a and 6a and the truncated cone portions 5b and 6b.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、磁石粉末に磁場を印加して配向しつつ加圧成形する磁場配向成形装置に関し、特に加圧方向に対して垂直方向に磁場を印加する磁場配向成形装置に関するものである。 The present invention relates to a magnetic field orientation molding apparatus that applies pressure to a magnetic powder while applying a magnetic field to perform orientation, and more particularly to a magnetic field orientation molding apparatus that applies a magnetic field in a direction perpendicular to the pressure direction.
希土類焼結磁石は、原料合金を所定の粒度まで粉砕し、粉砕された微粉末に磁場を印加して配向しつつ加圧成形(以下、磁場中成形という)して成形体を作製し、この成形体を焼結するという基本工程を経て製造される。
磁場中成形を行う方法としては、加圧方向と磁場の印加方向との関係で2つに区分される。その一つは加圧方向に平行方向の磁場を印加する縦磁場成形(例えば、特許文献1)であり、他の一つは図7に示すように加圧方向に対して垂直方向の磁場を印加する横磁場成形(例えば、特許文献2)である。横磁場成形における磁場配向成形装置31は、図7に示すように、対向して配置される一対の上パンチ32及び下パンチ33を有している。上パンチ32及び下パンチ33は、図示しない油圧装置により上下方向に進退可能に配設されている。上パンチ32及び下パンチ33とともに希土類−鉄合金粉末を収容するキャビティ39を形成しかつ前記希土類−鉄合金粉末を加圧成形するためのダイ34を磁場配向成形装置31は備えている。
ダイ34を挟んで一対のポールピース35、36が対向配置され、ポールピース35、36の各々には励磁コイル37、38が配設されている。ポールピース35は円柱部35aとそれに連なる円錐台部35bとから構成される。同様にポールピース36は円柱部36aとそれに連なる円錐台部36bとから構成される。
A rare earth sintered magnet pulverizes a raw material alloy to a predetermined particle size, applies a magnetic field to the pulverized fine powder and orients it while pressing to produce a compact. It is manufactured through the basic process of sintering the compact.
There are two methods for performing molding in a magnetic field depending on the relationship between the pressurizing direction and the application direction of the magnetic field. One is vertical magnetic field shaping (for example, Patent Document 1) in which a magnetic field parallel to the pressurizing direction is applied, and the other is a magnetic field perpendicular to the pressurizing direction as shown in FIG. This is the transverse magnetic field shaping to be applied (for example, Patent Document 2). As shown in FIG. 7, the magnetic field
A pair of
縦磁場成形は主に扁平状の磁石の製造に適用され、横磁場成形は主にブロック状の磁石の製造に適用される。縦磁場成形に比べて横磁場成形は高い配向度を得ることができる。そして、成形時に高い配向度を得ることにより焼結後の永久磁石の磁気特性を向上することができる。 Longitudinal magnetic field shaping is mainly applied to the production of flat magnets, and transverse magnetic field shaping is mainly applied to the production of block magnets. Compared with longitudinal magnetic field shaping, transverse magnetic field shaping can obtain a higher degree of orientation. And the magnetic characteristic of the permanent magnet after sintering can be improved by obtaining a high degree of orientation at the time of shaping | molding.
横磁場成形においても、より高い配向度を得ることにより高い磁気特性の磁石を得ることができることは言うまでもない。高い配向度を得るためには高い配向磁場を実現すればよい。そのためには磁場配向成形装置の電源を高出力にすればよいが、装置構成の変更が大掛かりになる。
他の方法としては、磁場発生用の励磁コイルを配設したポールピース間の間隔を狭めることで高い配向磁場を得ることが可能である。ポールピースの間隔を狭めるということは、磁石粉末を充填するキャビティの容積に制限を与えることとなり、制限されたサイズの成形体しか得られない、あるいは制限された個数の成形体しか一度の成形で得ることができない、という問題が生じる。
また、特許文献3は、磁場配向成形装置を構成するダイ近傍に補正ポールピースを配設して、ダイ内のキャビティに均一な配向磁場を得ることを提案している。しかし、補正ポールピースの設置は配向磁場成形装置の構成部品の増加につながり望ましくない。
It goes without saying that a magnet with high magnetic properties can be obtained by obtaining a higher degree of orientation in transverse magnetic field shaping. In order to obtain a high degree of orientation, a high orientation magnetic field may be realized. For this purpose, the power supply of the magnetic field orientation molding device may be set to a high output, but the change of the device configuration becomes significant.
As another method, it is possible to obtain a high orientation magnetic field by narrowing the interval between pole pieces provided with excitation coils for generating a magnetic field. Narrowing the gap between the pole pieces places a limit on the volume of the cavity filled with the magnet powder, so that only a limited number of compacts can be obtained, or only a limited number of compacts can be molded at one time. The problem that it cannot be obtained arises.
Further, Patent Document 3 proposes that a correction pole piece is provided in the vicinity of a die constituting the magnetic field orientation molding device to obtain a uniform orientation magnetic field in a cavity in the die. However, the installation of the correction pole piece is undesirable because it leads to an increase in the number of components of the oriented magnetic field forming apparatus.
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、ポールピース間の間隔を変更することなく、また、配向磁場成形装置の構成を大幅に変更することなく高い配向磁場を均一に発生させることのできる配向磁場成形装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of such a technical problem, and it is possible to uniformly achieve a high orientation magnetic field without changing the interval between the pole pieces and without significantly changing the configuration of the orientation magnetic field forming apparatus. An object of the present invention is to provide an orientation magnetic field forming apparatus that can be generated.
本発明の配向磁場成形装置は、対向して配置される一対のパンチと、一対のパンチとともに被成形粉末を収容するキャビティを形成しかつ被成形粉末を加圧成形するダイと、ダイを挟んで対向配置される一対のポールピース及び一対の前記ポールピースの各々に配設された励磁コイルを有し、加圧成形の方向と直交する方向の磁場をキャビティに収容された被成形粉末に印加する配向磁場磁場発生部と、を備えている。そして、ポールピースは、その断面積が磁場の向きで等しい等断面積部と、等断面積部に連なりその断面積が等断面積部よりも小さくかつダイに臨んで配置される断面積減少部とを備え、励磁コイルは、等断面積部及び断面積減少部に亘って付設されていることを特徴としている。 An orientation magnetic field forming apparatus according to the present invention includes a pair of punches arranged opposite to each other, a die for forming a cavity for containing the powder to be molded together with the pair of punches, and a die for pressure-molding the powder to be molded. A pair of pole pieces disposed opposite to each other and an excitation coil disposed on each of the pair of pole pieces, and applying a magnetic field in a direction orthogonal to the direction of pressure molding to the powder to be molded accommodated in the cavity An orientation magnetic field magnetic field generator. The pole piece has an equal cross-sectional area portion whose cross-sectional area is equal in the direction of the magnetic field, and a cross-sectional area reduction portion which is connected to the equal cross-sectional area portion and whose cross-sectional area is smaller than the equal cross-sectional area portion and faces the die. The excitation coil is attached over the equal cross-sectional area part and the cross-sectional area decreasing part.
本発明の配向磁場成形装置において、励磁コイルは、等断面積部における磁場の向きに沿った全域に配設されるとともに、断面積減少部における磁場の向きに沿った全域又は一部に配設させることができる。また、励磁コイルは、断面積減少部との間に磁気的なギャップを形成して配設してもよいし、ギャップを形成せずに配設してもよい。
本発明の配向磁場成形装置において、ポールピースは、等断面積部と断面積減少部の接続部は同一の断面積を有し、断面積減少部は連続的に断面積が減少する形態とすることができる。特に、等断面積部は円柱状部材から構成し、断面積減少部は円錐台形状部材から構成することが高い配向磁場を得るために望ましい。
In the orientation magnetic field forming apparatus of the present invention, the excitation coil is disposed in the entire region along the direction of the magnetic field in the equal cross-sectional area portion, and is disposed in the entire region or a part in the direction of the magnetic field in the cross-sectional area decreasing portion. Can be made. Further, the exciting coil may be disposed with a magnetic gap formed between it and the cross-sectional area reducing portion, or may be disposed without forming the gap.
In the oriented magnetic field shaping apparatus of the present invention, the pole piece has a configuration in which the connecting portion of the equal cross-sectional area portion and the cross-sectional area reducing portion has the same cross-sectional area, and the cross-sectional area reducing portion continuously decreases in cross-sectional area. be able to. In particular, in order to obtain a high orientation magnetic field, it is preferable that the equal cross-sectional area portion is formed of a cylindrical member and the cross-sectional area reduction portion is formed of a truncated cone-shaped member.
本発明者等は、円柱状の基部と、基部に連なりその断面積が磁場ダイに向かって減少しその先端面がキャビティダイに臨む円錐台部とを備えたポールピースにおいて、基部の直径をd、円錐台部の先端面の直径をcとすると、c/dの値によって発生する磁場強度に差異があることを見出した。したがって本発明は、対向して配置される一対のパンチと、一対のパンチとともに被成形粉末を収容するキャビティを形成しかつ一対のパンチとともに被成形粉末を加圧成形するダイと、ダイを挟んで対向配置される一対のポールピース及び一対のポールピースの各々に配設された励磁コイルを有し、加圧成形の方向と直交する方向の磁場をキャビティに収容された被成形粉末に印加する配向磁場発生部と、を備えた磁場配向成形装置において、励磁コイルを基部及び円錐台部に亘って付設し、c/dを0.2〜0.8、望ましくは0.3〜0.6の範囲に設定することを提案するものである。 The inventors of the present invention have disclosed a pole piece having a cylindrical base portion and a truncated cone portion that is continuous with the base portion, the cross-sectional area of which decreases toward the magnetic field die, and the front end surface of which faces the cavity die. When the diameter of the tip surface of the truncated cone portion is c, it has been found that there is a difference in the magnetic field intensity generated depending on the value of c / d. Therefore, the present invention provides a pair of punches arranged opposite to each other, a die that forms a cavity for containing the powder to be molded together with the pair of punches, and press-molds the powder to be molded together with the pair of punches, An orientation having a pair of pole pieces arranged opposite to each other and an excitation coil arranged on each of the pair of pole pieces, and applying a magnetic field in a direction perpendicular to the direction of pressure molding to the powder to be molded contained in the cavity A magnetic field generator, and an excitation coil is provided across the base and the truncated cone, and c / d is 0.2 to 0.8, preferably 0.3 to 0.6. It is proposed to set the range.
本発明は、また、磁場配向成形装置を構成する配向磁場発生装置として捉えることができる。この配向磁場発生装置は、加圧成形されている磁性粉末に対して、この加圧方向と直行する方向に磁場を印加するものであり、通電されることにより磁束を発生させる励磁コイルと、励磁コイルにより発生された磁束を磁性粉末に向けて供給するポールピースとを備え、ポールピースは、磁束が略平行に通過する基部と、基部を通過した磁束を磁性粉末に向けて収束させかつその先端面から出射する収束部とを備えている。そして、収束部の先端面から基部までの磁束の通過方向の距離をa、収束部の先端面から励磁コイルまでの磁束の通過方向の距離をbとすると、a−b>0としたことを特徴としている。
この配向磁場発生装置において、基部は円柱状部材、収束部は円錐台状部材から構成する場合、基部の直径をd、収束部の先端面の直径をcとすると、c/dを0.2〜0.6とすることが望ましい。
The present invention can also be understood as an orientation magnetic field generator that constitutes a magnetic field orientation molding device. This orientation magnetic field generator applies a magnetic field in a direction perpendicular to the pressurizing direction to magnetic powder that has been press-molded. An excitation coil that generates a magnetic flux when energized, and an excitation A pole piece for supplying the magnetic flux generated by the coil toward the magnetic powder, the pole piece converging the magnetic flux passing through the base toward the magnetic powder and converging the magnetic flux passing through the base to the magnetic powder And a converging part that exits from the surface. When the distance in the magnetic flux passage direction from the front end surface of the converging portion to the base portion is a and the distance in the magnetic flux passage direction from the front end surface of the converging portion to the exciting coil is b, a−b> 0. It is a feature.
In this orientation magnetic field generator, when the base is composed of a cylindrical member and the converging portion is a truncated cone-shaped member, assuming that the diameter of the base is d and the diameter of the distal end surface of the converging portion is c, c / d is 0.2. It is desirable to set it to -0.6.
本発明によれば、従来の配向磁場成形装置は励磁コイルを等断面積部にのみ配設させていたのに対して、本発明は等断面積部及び断面積減少部に亘って配設することにより、キャビティに印加する磁場の強度を向上でき、しかも均一にすることができる。 According to the present invention, the conventional oriented magnetic field forming apparatus has the exciting coil disposed only in the equal cross-sectional area portion, whereas the present invention is disposed over the equal cross-sectional area portion and the cross-sectional area decreasing portion. As a result, the strength of the magnetic field applied to the cavity can be improved and made uniform.
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図1は、本実施の形態における磁場配向成形装置1の概略構成を示す正面断面図である。
磁場配向成形装置1は、対向して配置される一対の上パンチ2及び下パンチ3を有している。上パンチ2及び下パンチ3は、図示しない油圧装置により上下方向に進退可能に配設されている。上パンチ2及び下パンチ3とともに被成形粉末である希土類−鉄合金粉末を収容するキャビティ9を形成しかつ希土類−鉄合金粉末を加圧成形するためのダイ4を磁場配向成形装置1は備えている。
ダイ4を挟んで一対のポールピース5、6が対向配置され、ポールピース5、6の各々には励磁コイル7、8が配設されている。ポールピース5は円柱部5aとそれに連なる円錐台部5bとから構成される。同様にポールピース6は円柱部6aとそれに連なる円錐台部6bとから構成される。円柱部5a、6aはその断面積が磁場の方向で等しい。円錐台部5b、6bは接続部分を除いてその断面積が円柱部5a、6aよりも小さくかつダイ4に臨んで配設されている。円柱部5a、6aと円錐台部5b、6bは各々その接続部分では同一の断面積を有しているが、円錐台部5b、6bは連続的に断面積が減少している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a front sectional view showing a schematic configuration of a magnetic field
The magnetic field
A pair of
励磁コイル7に通電することにより発生した磁場(磁束)は、ポールピース5(又は6)ダイ4、キャビティ9、ダイ4及びポールピース6(又は5)という経路を通る。この経路、つまり磁場の向きHは、図1に示すように加圧成形方向Pと直交する。ポールピース5(又は6)において、磁束は断面積が一定の円柱部5a(6a)においては略平行に通過するが、ダイ4に向かって断面積が減少する円錐台部5b(6b)においてはキャビティ9内に収容される希土類−鉄合金粉末に向けて収束される。
以上の各構成要素は、磁性体から構成される筐体10内に配設されている。
A magnetic field (magnetic flux) generated by energizing the
Each of the above components is disposed in a
本発明による磁場配向成形装置1は、ポールピース5、6と励磁コイル7、8の位置関係に特徴を有している。図7に示すように、従来の磁場配向成形装置31は、ポールピース35、36の円柱部35a、36aの周囲にのみ配設されていた。
ところが、本発明による磁場配向成形装置1は、図1に示すように、励磁コイル7をポールピース5の円柱部5aから円錐台部5bに向けて延設し、又励磁コイル8をポールピース6の円柱部6aから円錐台部6bに向けて延設してある。このように励磁コイル7、8を延設し、円柱部5a及び円錐台部5b、円柱部6a及び円錐台部6bに亘って配設することにより、ポールピース5、6の間隔を狭めることなくキャビティ9内における配向磁場を向上させるかつ均一にすることができる。
The magnetic field
However, in the magnetic field
ここで、図3に示すように、ポールピース5(6)の円錐台部5b(6b)の距離(磁束の通過方向)長さをa、ポールピース5(6)の円錐台部5b(6b)側の端面である磁極面5c(6c)から励磁コイル7(8)までの距離(磁束の通過方向)をbとすると、本発明による磁場配向成形装置1は、a−b>0となるように励磁コイル7(8)を配設するのである。後述する実施例に示すように、a−bの値によってキャビティ9内における磁束密度が変動するので、高い配向磁場を発生させるためにa−bの値を適切に設定することが望まれる。
また、図3に示すように磁極面5c(6c)の直径をc、円柱部5a(6a)の直径をdとすると、後述する実施例に示すようにc/dの値によってキャビティ9内における配向磁場の強度が相違する。具体的には、c/dが20〜60%の範囲にある場合に高い配向磁場を得ることができるので、ポールピース5、6は、これに従って作製することが望ましい。
Here, as shown in FIG. 3, the distance (direction in which the magnetic flux passes) of the
Further, as shown in FIG. 3, when the diameter of the
本発明者等は、当初、図1に示すように励磁コイル7(8)を延設したとしても、励磁コイル7(8)と円錐台部5b(6b)との間に磁気的なギャップがあるために、配向磁場の強度向上には有効でないものと推測していた。ところが、現実には、本発明を適用することにより配向磁場を20%程度向上することが可能となった。これは、当業者の予測を超えた顕著な効果と言える。
Even if the present inventors initially extended the exciting coil 7 (8) as shown in FIG. 1, there is a magnetic gap between the exciting coil 7 (8) and the
本発明による磁場配向成形装置1は、図1に示す形態に限らない。例えば、図2(図1と同一部分には同一の符号を付している)に示す磁場配向成形装置21のように、励磁コイル17、18のうちで、円錐台部5b、6b方向に延設した部分を円錐台部5b、6bに沿って配設して磁気的なギャップを設けない形態とすることによっても、本発明の所定の効果を得ることができる。
また、ポールピース5(6)も図1に示す形態に限らない。磁束が略平行に通過する部分及びキャビティ9内に収容される希土類−鉄合金粉末に向けて磁束を収束させる部分を備えていれば如何なる形態を有していてもよい。例えば、円錐台部5bに相当する部分を円柱部5aよりも小径の円柱により構成することもできるし、円柱以外の断面を有する形状のポールピースとすることもできる。
The magnetic field orientation shaping |
Further, the pole piece 5 (6) is not limited to the form shown in FIG. It may have any form as long as it has a portion through which the magnetic flux passes substantially in parallel and a portion for converging the magnetic flux toward the rare earth-iron alloy powder accommodated in the cavity 9. For example, a portion corresponding to the
以下本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
図1に示す本発明による磁場配向成形装置1と図7に示す従来の磁場配向成形装置31を用いてキャビティ9、39に発生した磁場を測定した。その結果を表1に示す。なお、表1の有効磁場領域率とは、磁極面(5c、6c)面積に対して1114kA/m以上の磁場が発生している面積の比率をいう。発生磁場強度が高くてもそれが部分的なものであれば永久磁石の配向度を向上するには不十分であり、発生磁場強度が高くかつ均一磁場領域率が大きいことが永久磁石の配向度向上のために要求される。また、測定の条件は下記の通りであり、a〜dは図3のa〜dに対応している。
Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples.
The magnetic field generated in the
<測定条件 本発明、従来共通>
ポールピース間距離=150mm、コイル面間隔=240mm、通電電流値=1000A
*励磁コイル仕様:12mm×7.5mmの角パイプ銅線を用い、26ターンのダブルパンケーキ巻きを7ブロックとし(合計182ターン)、これを図1の励磁コイル7、8の各々に配設
励磁コイル内径=φ350mm、励磁コイル外径=φ728mm、励磁コイル長さ=189mm
<測定条件 本発明>
a=80mm、b=45mm、c=φ140mm、d=φ350mm
a−b=35mm、c/d=0.40
<測定条件 従来>
a=47.5mm、b=47.5mm、c=φ280mm、d=φ350mm
a−b=0mm、c/d=0.80
<Measurement conditions of the present invention, common to the past>
Distance between pole pieces = 150 mm, coil surface interval = 240 mm, energizing current value = 1000 A
* Excitation coil specifications: A square pipe copper wire of 12 mm x 7.5 mm is used, and 26 turns of double pancake winding is divided into 7 blocks (total 182 turns), which are arranged in each of the excitation coils 7 and 8 in FIG. Excitation coil inner diameter = φ350 mm, excitation coil outer diameter = φ728 mm, excitation coil length = 189 mm
<Measurement conditions of the present invention>
a = 80 mm, b = 45 mm, c = φ140 mm, d = φ350 mm
a−b = 35 mm , c / d = 0.40
<Measurement conditions Conventional>
a = 47.5 mm, b = 47.5 mm, c = φ280 mm, d = φ350 mm
a−b = 0 mm , c / d = 0.80
表1に示すように、本発明(a−b=35mm)によれば、従来(a−b=0mm)に比べて発生磁場強度が18%程度向上し、しかも、磁場強度が均一な領域の比率も向上していることがわかる。
本発明の磁場配向成形装置1及び従来の磁場配向成形装置31で得られた成形体を焼結した希土類磁石(組成:31.5wt%Nd−0.5wt%Co−0.2wt%Al−1.0wt%B−bal.Fe)の磁気特性を測定した。その結果を表2に示すが、本発明の磁場配向成形装置1で得られた希土類磁石は、配向度の向上にともない磁気特性が向上していることがわかる。
As shown in Table 1, according to the present invention (ab = 35 mm), the generated magnetic field strength is improved by about 18% compared to the conventional case (ab = 0 mm), and the magnetic field strength is uniform. It can be seen that the ratio has also improved.
Rare earth magnet (composition: 31.5 wt% Nd-0.5 wt% Co-0.2 wt% Al-1) obtained by sintering the compact obtained by the magnetic field
上記の条件で、励磁コイルに通電する電流値を変えたときの磁場強度を測定した。その結果を図4に示す。本発明で1000Aの電流値で得られる磁場強度を従来の磁場配向成形装置31で得るためには、約1300Aに及ぶ大電流を流す必要がある。しかし、現在普及している磁場配向成形装置でこれほどの大電流を流すことのできるものはまれであり、かつ励磁コイルの発熱が激しいため、実現は困難と判断される。
Under the above conditions, the magnetic field strength was measured when the value of the current applied to the exciting coil was changed. The result is shown in FIG. In order to obtain the magnetic field strength obtained at a current value of 1000 A in the present invention by the conventional magnetic field
本発明の磁場配向成形装置1を用い、a(図3参照)を固定する一方b(図3参照)の値を種々に変えて発生する磁場を測定した。測定条件は以下の通りである。測定された発生磁場をa−bの値を横軸として示したのが図5のグラフである。図5に示すように、発生磁場の強度はa−bの値に依存性があることがわかる。実施例2の条件下では、a−bは5〜65mm、望ましくは20〜65mm、さらに望ましくは25〜55mmとすべきであることがわかる。
Using the magnetic field
<測定条件>
*ポールピース間距離=150mm、コイル面間隔=240mm、通電電流値=1000A
*励磁コイル仕様:12mm×7.5mmの角パイプ銅線を用い、26ターンのダブルパンケーキ巻きを7ブロックとし(合計182ターン)、これを図1の励磁コイル7、8の各々に配設
励磁コイル内径=φ350mm、励磁コイル外径=φ728mm、励磁コイル長さ=189mm
*電流値=1000A
*a−b=5〜65mm、c=φ212mm、d=φ350mm、c/d=0.30
<Measurement conditions>
* Distance between pole pieces = 150 mm, coil surface interval = 240 mm, energization current value = 1000 A
* Excitation coil specifications: A square pipe copper wire of 12 mm x 7.5 mm is used, and 26 turns of double pancake winding is divided into 7 blocks (total 182 turns), which are arranged in each of the excitation coils 7 and 8 in FIG. Excitation coil inner diameter = φ350 mm, excitation coil outer diameter = φ728 mm, excitation coil length = 189 mm
* Current value = 1000A
* Ab = 5 to 65 mm , c = φ212 mm , d = φ350 mm , c / d = 0.30
本発明の磁場配向成形装置1を用い、a及びbを固定する一方c/dの値を種々に変えて発生する磁束密度を測定した。測定条件は以下の通りである。測定された磁束密度をc/dの値を横軸として示したのが図6のグラフである。図6に示すように、磁束密度はc/d値に依存性があり、c/dは0.20〜0.60、望ましくは0.30〜0.50とすべきであることがわかる。
Using the magnetic field
<測定条件>
*ポールピース間距離=150mm、コイル面間隔=240mm、通電電流値=1000A
*励磁コイル仕様:12mm×7.5mmの角パイプ銅線を用い、26ターンのダブルパンケーキ巻きを7ブロックとし(合計182ターン)、これを図1の励磁コイル7、8の各々に配設
励磁コイル内径=φ350mm、励磁コイル外径=φ728mm、励磁コイル長さ=189mm
*電流値=1000A
*a=80mm、b=35mm、a−b=45mm、c=φ70〜280mm、d=φ350mm、c/d=0.20〜0.80
<Measurement conditions>
* Distance between pole pieces = 150 mm, coil surface interval = 240 mm, energization current value = 1000 A
* Excitation coil specifications: A square pipe copper wire of 12 mm x 7.5 mm is used, and 26 turns of double pancake winding is divided into 7 blocks (total 182 turns), which are arranged in each of the excitation coils 7 and 8 in FIG. Excitation coil inner diameter = φ350 mm, excitation coil outer diameter = φ728 mm, excitation coil length = 189 mm
* Current value = 1000A
* A = 80 mm, b = 35 mm, ab = 45 mm, c = φ70 to 280 mm, d = φ350 mm, c / d = 0.20 to 0.80
1…磁場配向成形装置、2…上パンチ、3…下パンチ、4…ダイ、5…ポールピース、6…ポールピース、5a…円柱部、5b…円錐台部、6a…円柱部、6b…円錐台部、7…励磁コイル、8…励磁コイル、9…キャビティ、10…筐体
DESCRIPTION OF
Claims (9)
一対の前記パンチとともに被成形粉末を収容するキャビティを形成しかつ前記被成形粉末を加圧成形するダイと、
前記ダイを挟んで対向配置される一対のポールピース及び一対の前記ポールピースの各々に付設された励磁コイルを有し、前記加圧成形の方向と直交する方向の磁場を前記キャビティに収容された前記被成形粉末に印加する配向磁場発生部と、を備え、
前記ポールピースは、その断面積が前記磁場の向きで等しい等断面積部と、前記等断面積部に連なりその断面積が前記等断面積部よりも小さくかつ前記ダイに臨んで配置される断面積減少部とを備え、
前記励磁コイルは、前記等断面積部及び前記断面積減少部に亘って付設されていることを特徴とする磁場配向成形装置。 A pair of punches arranged opposite to each other;
Forming a cavity for accommodating the powder to be molded together with a pair of the punches, and press-molding the powder to be molded; and
A pair of pole pieces arranged opposite to each other with the die interposed therebetween, and an excitation coil attached to each of the pair of pole pieces, and a magnetic field in a direction perpendicular to the direction of the pressure molding was accommodated in the cavity An orientation magnetic field generator to be applied to the powder to be molded,
The pole piece has an equal cross-sectional area with the same cross-sectional area in the direction of the magnetic field, and a cross-section that is continuous with the equal cross-sectional area and smaller than the equal cross-sectional area and is disposed facing the die. With an area reduction part,
The magnetic field orientation forming apparatus, wherein the excitation coil is provided across the equal cross-sectional area portion and the cross-sectional area decreasing portion.
一対の前記パンチとともに被成形粉末を収容するキャビティを形成しかつ前記被成形粉末を加圧成形するダイと、
前記ダイを挟んで対向配置される一対のポールピース及び一対の前記ポールピースの各々に付設された励磁コイルを有し、前記加圧成形の方向と直交する方向の磁場を前記キャビティに収容された前記被成形粉末に印加する配向磁場発生部と、を備え、
前記ポールピースは、円柱状の基部と、前記基部に連なりその断面積が前記ダイに向かって減少しその先端面が前記ダイに臨む円錐台部とを備え、
前記励磁コイルは、前記基部及び前記円錐台部に亘って付設され、
前記基部の直径をd、
前記円錐台部の先端面の直径をcとすると、
c/dが0.2〜0.8の範囲に設定する特徴とする磁場配向成形装置。 A pair of punches arranged opposite to each other;
Forming a cavity for accommodating the powder to be molded together with a pair of the punches, and press-molding the powder to be molded; and
A pair of pole pieces arranged opposite to each other with the die interposed therebetween, and an excitation coil attached to each of the pair of pole pieces, and a magnetic field in a direction perpendicular to the direction of the pressure molding was accommodated in the cavity An orientation magnetic field generating unit to be applied to the powder to be molded,
The pole piece includes a columnar base portion, and a truncated cone portion that is continuous with the base portion and whose cross-sectional area decreases toward the die and whose front end face the die.
The excitation coil is provided across the base and the truncated cone part,
The diameter of the base is d,
When the diameter of the tip surface of the truncated cone part is c,
A magnetic field orientation molding apparatus characterized in that c / d is set in a range of 0.2 to 0.8.
前記配向磁場発生装置は、
通電されることにより磁束を発生させる励磁コイルと、
前記励磁コイルにより発生された磁束を前記磁性粉末に向けて供給するポールピースとを備え、
前記ポールピースは、前記磁束が略平行に通過する基部と、前記基部を通過した前記磁束を前記磁性粉末に向けて収束させかつその先端面から出射する収束部とを備え、
前記収束部の先端面から前記基部までの前記磁束の通過方向の距離をa、
前記収束部の先端面から前記励磁コイルまでの前記磁束の通過方向の距離をbとすると、
a−b>0としたことを特徴とする配向磁場発生装置。 An orientation magnetic field generator that applies a magnetic field in a direction perpendicular to the pressurizing direction to the magnetic powder that has been press-molded,
The orientation magnetic field generator comprises:
An exciting coil that generates magnetic flux when energized;
A pole piece for supplying the magnetic flux generated by the exciting coil toward the magnetic powder,
The pole piece includes a base part through which the magnetic flux passes substantially in parallel, and a converging part for converging the magnetic flux that has passed through the base part toward the magnetic powder and emitting from the tip surface thereof,
The distance in the direction of passage of the magnetic flux from the front end surface of the converging portion to the base is a,
When the distance in the magnetic flux passage direction from the front end surface of the convergence portion to the excitation coil is b,
An orientation magnetic field generator characterized by ab> 0.
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