JP3774876B2

JP3774876B2 - Cylindrical radial anisotropic magnet forming device

Info

Publication number: JP3774876B2
Application number: JP32463196A
Authority: JP
Inventors: 章広泉井
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2016-11-20
Also published as: JPH10177928A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性粉末を放射状に配向（ラジアル配向）させたラジアル異方性磁石を成形するための成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、磁性粉末を成形型のキャビテイ内に入れて単に圧縮成形した場合は、磁性粉末のもつ内部磁気モーメントの方向がランダムとなり、等方性の磁石となって、得られる磁気性能はそれほど高くならない。これに対して、成形型内に磁界を形成してこの磁界内に磁性粉末をおくと、磁性粉末が磁化方向に整列し、そのまま圧縮成形することで内部磁気モーメントの方向の整った、いわゆる異方性の磁石となり、磁気性能に優れたものとなる。ところで、ＨＤＤ、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ用等のモータには円筒状磁石が用いられており、これを異方性磁石として製造するには、磁性粉末をラジアル配向させる必要がある。
【０００３】
図７〜９は、このように磁性粉末をラジアル配向させるための従来の成形装置を示したもので、成形型１とこの成形型１内にラジアル磁界を形成するための下および上コイル２、３とを備えている。成形型１は、リング状ダイス４と、このダイス４の孔中心に配置された下コアロッド５と、この下コアロッド５の上方に昇降可能に配置された上コアロッド６と、ダイス４と下コアロッド５との間隙に挿入可能な下および上パンチ７，８とからなっており、上・下コイル３，２はダイス４の上下に対向して配置されるようなっている。なお、これらダイス４、上・下コアロッド６，５等は磁性材料から形成されている。
【０００４】
成形に際しては、予め位置固定のダイス４および下コアロッド５に対して、上コアロッド６、上パンチ８および上コイル３の上側機構部を上昇させると共に、ダイス４と下コアロッド５との間隙に下パンチ７をわずか挿入した状態とし、ダイス４と、下コアロッド５と下パンチ７とで囲まれた環状のキャビテイ９内に、適宜のフィーダ（図示略）を用いて磁性粉末（ボンド磁石とする場合は、バインダーと混合した磁性粉末）を充填する。その後、前記上側機構部を下降させて、上コアロッド６は下コアロッド５に当接させ、上パンチ８はキャビテイ９内にわずか挿入させ、上コイル３はダイス４上に載置する。次に、下および上コイル２，３に電流（通常、パルス電流）を供給し、コアロッド５，６に同磁極が対向するように磁界を印加する。すると、図９、１０および１１に示すように、ダイス４内の中央部を境として磁界が反発し、ダイス４内に放射方向のラジアル磁界が形成され、このラジアル磁界によりキャビテイ９内の磁性粉末がラジアル配向するようになる。したがって、その後、下パンチ７と上パンチ８とを相対的に接近させて圧縮成形を行えば、円筒状のラジアル異方性磁石（成形体）が得られるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の成形装置によれば、図１０および１１に示すように、上・下パンチ８，７により閉じられたキャビテイ９を通る磁束がキャビテイ９の上、下底付近で軸方向へ流れる、すなわち軸方向の磁界成分が増加する傾向にある。そして、この軸方向の磁界成分の増加傾向は、図１０および１１の比較からも分かるように、下コアロッド５の直径ｄ₁ に対してキャビテイ９の軸方向長さｄ₂ （図７）が大きくなるほど顕著となり、特に、キャビテイ長さｄ₂ がコアロッド径ｄ₁ の２倍以上となる場合は、得られる磁石の磁化強さに軸方向で大きな強弱が生じ、実質、その製品化は断念せざるを得ない状況にあった。
【０００６】
なお、キャビテイ９の上、下底と上・下コイル３，２との距離ｄ₃ （図７）を大きく設定することにより、上記軸方向の磁界成分を少なくすることができるが、この場合は、ラジアル磁界の強度が低下して磁性粉末のラジアル配向は困難とり、根本的な解決にはならない。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、従来の上下反発方式に代えて横方向反発方式でラジアル磁界を形成することにより、キャビテイ内における軸方向の磁界成分を低減し、もって円筒長の長い高性能なラジアル異方性磁石を安定して得ることができるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、磁性材料製のダイスと、該ダイスの孔中心に配置した磁性材料製のコアロッドと、ダイスとコアロッドとの間隙に挿入される非磁性材料製の上・下パンチとからなる成形型を備え、前記成形型内にコイルによりラジアル磁界を形成し、このラジアル磁界内で成形型のキャビテイ内に入れた磁性粉末をラジアル配向させて圧縮成形する円筒状ラジアル異方性磁石の成形装置において、前記成形型のダイスは、本体部の外周に、その周方向に等配して４つ乃至６つの突出部を放射状に一体に設けてなり、前記各突出部に前記コイルを巻装して、ダイス中心に同磁極が指向するように該コイルに電流を供給することにより、磁束がダイス中心に向かいかつダイス中心で相互に反発してコアロッドに流れることを特徴とする。
【０００９】
このように構成した成形装置では、ダイスの外周に設けた突出部に巻装したコイルに通電すると、各突出部が磁化して、磁束が成形型のダイス中を半径方向へ流れてキャビテイを横断し、コアロッドを軸方向へ流れる。したがって、磁芯となる突出部を、キャビテイの軸方向長さに応じた適当な長さに設定することで、キャビテイ内にほゞ一様にラジアル磁界が形成される。
【００１０】
本発明は、上記したように磁芯となる突出部を少なくとも４つ設けたことを特徴とするが、これより少ない場合は、突出部の相互間に位置するキャビテイ領域で、磁束のラジアル方向の整列性が悪化し、磁性粉末のラジアル配向度が低下する。一方、この突出部の数を増すほど、ラジアル磁界の強度は増大してラジアル配向度を高める上で有利となるが、ダイスやコイルの大きさとの関係で一定の制約があり、この突出部の数は、通常、６つ程度が限度となる。このように突出部を４つ以上設けることで、各突出部に対するコイルの巻き数を減らしても、所定のラジアル磁界強度を得ることができる。このことは、コイル中を流れる電流による電力損失が少なくなることを意味し、これによってコイル発熱が抑制され、突出部の存在でダイスの放熱面積が大きくなっていることと相まって、成形型の温度上昇が抑えられる。因みに、前記した従来の成形装置（図７）では、所定のラジアル磁界強度を得ようとすると、用いるコイル２、３が大型となってその発熱による成形型の温度上昇が大きく、場合によっては空冷のみでは不十分で、水による冷却が必要になって、その構造は複雑となる。
【００１１】
本発明において、成形型内にラジアル磁界を形成するには、コイルにパルス電流または直流電流を流すが、従来の成形装置では、上記したようにコイル発熱が大きいため、直流電流の連続印加は実質断念せざるを得ない状況にあった。しかし、本発明の場合は、上記したようにコイル発熱が小さいので、直流電流の連続印加が可能になり、例えば、圧縮成形中も直流を流して磁性粉末のラジアル配向を保持することができ、異方性の高い磁石を得ることができる。
【００１２】
また本発明において、上記磁芯となる突出部の軸方向長さは、キャビテイの軸方向長さの少なくとも９０％に設定するのが望ましい。これより短いと、キャビテイの上または下底付近における軸方向の磁界成分が増大する。この突出部の軸方向長さの上限は、特に規定しないが、キャビテイの軸方向長さと同等かそれよりわずか長くすれば十分である。
【００１３】
また本発明において、上記ダイスおよびコアロッドの材料としては、透磁率および飽和磁束密度が高く、かつ耐摩耗性に優れた材料を選択するのが望ましい。このような材料としては、例えば炭素工具鋼(SK)、合金工具鋼(SKS,SKD) 、高速度工具鋼(SKH) 等の金型材料がある。また、耐摩耗性を重視する場合は、高透磁率および高飽和磁束密度を有する基材、例えばパーマロイ材、センダスト材等に超硬合金の被覆層を設ける構成とすることができる。この場合、被覆層は、スリーブとして別体に形成して、基材に接合一体化するようにしても良い。
【００１４】
本発明は、焼結磁石はもとよりボンド磁石の成形にも適用できるものである。ボンド磁石の成形に適用する場合は、バインダーを加えた磁性粉末を成形型のキャビテイ内に充填する。この場合のバインダーとしては、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を選択することができる。なお、ボンド磁石を完成させるには、成形後に 120℃程度でキュア処理を行う。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１６】
図１〜３は、本発明の第１の実施の形態を示したものである。なお、第１の実施の形態としての成形装置の全体構成は、前出図７〜９に示したものと基本的に同じであるので、ここでは、同一部分には同一符号を付し、それらの説明を省略することとする。本第１の実施の形態において、成形型１を構成するダイス１０は、リング状の本体部１１と、この本体部１１の外周に、その周方向に等配して（９０度間隔で）設けられた４つの突出部１２とを備えている。ダイス１０の各突出部１２は、角柱状をなし、本体部１１と同じ軸方向長さ（高さ）を有している。また各突出部１２は、本体部１１に対してその半径外方向へ延びるように突設されており、したがって４つの突出部１２は、本体部１１の外側に放射状をなすように配置されている。なお、ダイス１０および上・下コアロッド６，５は、汎用の金型材料、例えば炭素工具鋼(SK)、合金工具鋼(SKS,SKD) 、高速度工具鋼(SKH) 等から形成され、上・下パンチ８，７は非磁性の材料から形成されている。
【００１７】
一方、各突出部１２には、成形型１内にラジアル磁界を形成するためのコイル１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）が巻装されている。各コイル１３には、電源（図示略）から電流が供給されるようになっており、この電流供給によって各突出部１２は磁化し、その磁界がダイス１０の中を半径方向へ流れるようになる（図１）。しかして、各突出部１２のコイル１３には、同一磁極がダイス１０の中心に指向するように電流が供給されるようになっており、これにより、各突出部１２に発生した磁界は、図４および５に示すように、ダイス１０の中心で横方向で相互に反発してコアロッド５、６に沿って流れるようになる。
【００１８】
上記した成形装置による成形手順は、前記した従来の成形装置（図７、８）による手順と同じであり、予め上コアロッド６および上パンチ８を上昇させて、ダイス１０と、下コアロッド５と下パンチ７とで囲まれた環状のキャビテイ９内にフィーダを用いて磁性粉末（ボンド磁石とする場合は、バインダーと混合した磁性粉末）を充填する。その後、上コアロッド６および上パンチ８を下降させ、上コアロッド６は下コアロッド５に当接させる一方で、上パンチ８はキャビテイ９内にわずか挿入させてキャビテイ９を閉じる。
【００１９】
次に、各コイル１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄに電流（パルス電流）を供給し、ダイス１０の各突出部１２を磁化する。この時、ダイス中心側がＮ極となるように各突出部１２を磁化すると、この磁化により発生した磁束は、図１に矢印にて示すように、ダイス１０の中を半径内方向へ流れ、キャビテイ９内を直角に横断してダイス中心に向かい、さらに図４および５に示すように、ダイス中心で相互に反発してコアロッド５、６を上下方向へ抜ける。これにより、キャビテイ９内の磁性粉末はラジアル配向し、その後、下パンチ７と上パンチ８とを相対的に接近させて圧縮成形を行えば、円筒状のラジアル異方性磁石（成形体）が得られるようになる。
【００２０】
ここで、本成形装置において成形型１内に発生する磁束は、図４および図５を用いて説明したようにダイス中心で反発してコアロッド５、６に流れるが、この状態を前出図１０、図１１に示した従来のものと比較すると、キャビテイ９の軸方向長さが短い場合（図４と図１０）は、本発明の成形装置と従来の成形装置とで軸方向の磁界成分にそれほどの差異は認められない。しかし、キャビテイ９の軸方向長さが長い場合（図５と図１１）は、本発明の成形装置の方が従来の成形装置よりも明らかに軸方向の磁界成分が少なくなっている。
【００２１】
図６は、本発明の第２の実施の形態を示したものである。本第２の実施の形態の特徴とするところは、ダイス１０の本体部１１の孔内面と、下コアロッド５の外周面とに超硬合金のスリーブ１５、１６をそれぞれ嵌合した点にある。この場合、ダイス１０および下コアロッド５の基材としては、高透磁率および高飽和磁束密度を有す材料、例えばパーマロイ材、センダスト材等を選択するものとする。また各スリーブ１５、１６の厚さは、あまり厚いと、成形型１内に形成されるラジアル磁界強度を低下させるので、１〜５mm範囲の適当な厚さとするのが望ましい。
【００２２】
このようにダイス１０の孔内面と下コアロッド５の外周面とに超硬合金のスリーブ１５、１６を配置することで、ダイス１０および下コアロット５の耐摩耗性が向上し、成形型１の寿命が著しく延長する。また、ダイス１０および下コアロット５の基材として高透磁率および高飽和磁束密度を有する材料を用いているので、成形型１内には、磁性粉末の配向に必要なラジアル磁界強度が確保され、所望の磁気特性を有する円筒状ラジアル異方性磁石を製造できる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
磁芯としての突出部１２を２、３、４、５、６個設け、かつ孔内面に超硬合金のスリーブ１５（図６）を配置したダイスモデルと、外周面に超硬合金のスリーブ１６（図６）を配置したコアロッドモデルとを作製し、ダイスモデルの各突出部１２には巻き数４０ターンのコイル１３を配置した。ここで、ダイスモデルおよびコアロッドモデルの作製に際しては、それぞれの基材としてパーマロイ材（ＴＭＢ）を用い、各基材に嵌合するスリーブ１５、１６の厚さは１mmとした。また、ダイスモデルの孔内径は22mm，その軸方向長さは40mm，コアロッドモデルの直径は19mmとし、これらダイスモデルとコアロッドモデルとの間隙（キャビテイ９）を1.5mm に設定した。
【００２４】
そして、各コイル１３に２５０ＡＴになる電流を流し、キャビテイ９の中央部における平均磁束密度を測定した。この結果、突出部１２の数が２、３、４、５、６個であるダイスモデルを用いた場合の平均磁束密度は、それぞれ0.45(T),0.50(T),0.60(T),0.67(T),0.68(T) となっており、突出部１２の数が４個以上で、十分大きなラジアル磁界強度が得られることが明らかとなった。
【００２５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る成形装置によれば、ダイスの外周に設けた突出部を磁芯として用いることで、キャビテイ内における軸方向の磁界成分を可及的に低減することが可能になり、円筒長の長い高性能なラジアル異方性磁石を安定して得ることができる効果がある。また、この突出部を４つ乃至６つ設けて軸心を分散配置することで、コイル発熱を抑制して成形型の温度上昇を抑えることができ、成形型を水冷構造とする必要がなくなって構造簡単となるばかりか、直流の連続印加が可能になって磁性粉末のラジアル配向度の向上に大きく寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態としての成形装置の構造と成形型内に発生する磁界の磁路とを示す平面図である。
【図２】第１の実施の形態としての成形装置の構造を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態としての成形装置を分解して示す分解斜視図である。
【図４】本成形型内における発生磁界の磁路を示す模式図である。
【図５】本成形型内における発生磁界の磁路を示す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態としての成形装置の構造を示す断面図である。
【図７】従来の成形装置の構造を示す断面図である。
【図８】従来の成形装置を分解して示す分解斜視図である。
【図９】従来の成形装置の構造と成形型内に発生する磁界の磁路とを示す平面図である。
【図１０】従来の成形型内における発生磁界の磁路を示す模式図である。
【図１１】従来の成形型内における発生磁界の磁路を示す模式図である。
【符号の説明】
１成形型５，６コアロッド
７，８パンチ９キャビテイ
１０ダイス１１本体部
１２突出部１３コイル
１５，１６スリーブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a molding apparatus for molding a radial anisotropic magnet in which magnetic powder is radially oriented (radial orientation).
[0002]
[Prior art]
In general, when the magnetic powder is placed in the mold cavity and simply compression molded, the direction of the internal magnetic moment of the magnetic powder becomes random and becomes an isotropic magnet, and the magnetic performance obtained is not so high. . In contrast, when a magnetic field is formed in the mold and the magnetic powder is placed in the magnetic field, the magnetic powder is aligned in the magnetization direction, and the direction of the internal magnetic moment is aligned by compression molding as it is, so-called different. It becomes an anisotropic magnet and has excellent magnetic performance. By the way, cylindrical magnets are used in motors for HDD, MO, CD-ROM, DVD, etc., and in order to manufacture them as anisotropic magnets, it is necessary to orient the magnetic powder in a radial orientation.
[0003]
FIGS. 7 to 9 show a conventional molding apparatus for radially orienting magnetic powder in this manner. The mold 1 and lower and upper coils 2 for forming a radial magnetic field in the mold 1 are shown in FIGS. 3 is provided. The mold 1 includes a ring-shaped die 4, a lower core rod 5 disposed at the center of the hole of the die 4, an upper core rod 6 disposed above and below the lower core rod 5, and a die 4 and a lower core rod 5. The lower and upper punches 7 and 8 can be inserted into the gap between the upper and lower coils. These dies 4, upper and lower core rods 6, 5 and the like are made of a magnetic material.
[0004]
When forming, the upper mechanism part of the upper core rod 6, the upper punch 8 and the upper coil 3 is raised with respect to the die 4 and the lower core rod 5 fixed in advance, and the lower punch is inserted in the gap between the die 4 and the lower core rod 5. 7 in a slightly inserted state, and in an annular cavity 9 surrounded by the die 4, the lower core rod 5 and the lower punch 7, using an appropriate feeder (not shown), a magnetic powder (in the case of a bonded magnet) , Magnetic powder mixed with binder). Thereafter, the upper mechanism portion is lowered, the upper core rod 6 is brought into contact with the lower core rod 5, the upper punch 8 is slightly inserted into the cavity 9, and the upper coil 3 is placed on the die 4. Next, a current (usually a pulse current) is supplied to the lower and upper coils 2 and 3, and a magnetic field is applied so that the same magnetic pole faces the core rods 5 and 6. Then, as shown in FIGS. 9, 10 and 11, the magnetic field is repelled at the central portion in the die 4, and a radial radial magnetic field is formed in the die 4, and the magnetic powder in the cavity 9 is formed by this radial magnetic field. Become radially oriented. Therefore, after that, if compression molding is performed with the lower punch 7 and the upper punch 8 relatively close to each other, a cylindrical radial anisotropic magnet (molded body) can be obtained.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional molding apparatus described above, as shown in FIGS. 10 and 11, the magnetic flux passing through the cavity 9 closed by the upper and lower punches 8 and 7 is axially near the upper and lower bottoms of the cavity 9. The magnetic field component that flows, that is, in the axial direction tends to increase. Further, as can be seen from the comparison between FIGS. 10 and 11, the increasing tendency of the magnetic field component in the axial direction is such that the axial length d ₂ (FIG. 7) of the cavity 9 is larger than the diameter d ₁ of the lower core rod 5. In particular, when the cavity length d ₂ is more than twice the core rod diameter d ₁ , the magnetization strength of the obtained magnet is greatly increased and decreased in the axial direction. I was in a situation where I did not get.
[0006]
The axial magnetic field component can be reduced by setting the distance d ₃ (FIG. 7) between the upper and lower bottoms of the cavity 9 and the upper and lower coils 3 and 2 large. However, since the radial magnetic field strength is reduced, the radial orientation of the magnetic powder is difficult and is not a fundamental solution.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to form a radial magnetic field by a lateral repulsion method in place of the conventional vertical repulsion method, thereby axially in the cavity. Therefore, it is possible to stably obtain a high-performance radial anisotropic magnet having a long cylinder length.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a die made of a magnetic material, a core rod made of a magnetic material arranged at the center of the hole of the die, and a nonmagnetic material made of a non-magnetic material. A cylindrical radial different type is provided that includes a molding die including a lower punch, and a radial magnetic field is formed by a coil in the molding die, and the magnetic powder placed in the cavity of the molding die is radially oriented in the radial magnetic field to perform compression molding. In the forming apparatus for the isotropic magnet, the die of the forming die is provided with four to six projecting portions radially and integrally arranged on the outer periphery of the main body portion in the circumferential direction. by winding the coil by the pole in the die center to supply a current to the coil to direct the magnetic flux flows in core rod to repel each other in opposite and die center die center And butterflies.
[0009]
In the molding apparatus configured as described above, when the coil wound around the protrusion provided on the outer periphery of the die is energized, each protrusion is magnetized, and the magnetic flux flows in the radial direction through the die of the molding die and crosses the cavity. And flows through the core rod in the axial direction. Therefore, a radial magnetic field is almost uniformly formed in the cavity by setting the protruding portion serving as the magnetic core to an appropriate length corresponding to the axial length of the cavity.
[0010]
The present invention is characterized in that at least four protrusions serving as magnetic cores are provided as described above. However, in the case where the number of protrusions is smaller than this, in the cavity region located between the protrusions, the radial direction of the magnetic flux Alignment deteriorates and the radial orientation of the magnetic powder decreases. On the other hand, as the number of protrusions increases, the strength of the radial magnetic field increases, which is advantageous in increasing the degree of radial orientation. However, there are certain restrictions in relation to the size of the die and the coil. The number is usually limited to about six. By providing four or more protrusions in this way, a predetermined radial magnetic field strength can be obtained even if the number of turns of the coil for each protrusion is reduced. This means that the power loss due to the current flowing in the coil is reduced, which suppresses the heat generation of the coil, and coupled with the fact that the heat radiation area of the die is increased due to the presence of the protrusion, The rise is suppressed. Incidentally, in the above-described conventional molding apparatus (FIG. 7), when trying to obtain a predetermined radial magnetic field strength, the coils 2 and 3 to be used become large, and the temperature rise of the molding die due to the heat generation is large. It is not enough, and cooling with water is required, and the structure becomes complicated.
[0011]
In the present invention, in order to form a radial magnetic field in the mold, a pulse current or a direct current is passed through the coil. However, in the conventional molding apparatus, since the coil heat generation is large as described above, the continuous application of the direct current is substantially I had to give up. However, in the case of the present invention, since the coil heat generation is small as described above, it is possible to continuously apply a direct current, for example, to maintain the radial orientation of the magnetic powder by flowing a direct current even during compression molding, A highly anisotropic magnet can be obtained.
[0012]
In the present invention, it is desirable that the axial length of the protrusion serving as the magnetic core is set to at least 90% of the axial length of the cavity. If it is shorter than this, the magnetic field component in the axial direction near the upper or lower bottom of the cavity increases. The upper limit of the axial length of the protruding portion is not particularly defined, but it is sufficient if it is equal to or slightly longer than the axial length of the cavity.
[0013]
In the present invention, as the material for the die and core rod, it is desirable to select a material having high magnetic permeability and saturation magnetic flux density and excellent wear resistance. Examples of such materials include mold materials such as carbon tool steel (SK), alloy tool steel (SKS, SKD), and high speed tool steel (SKH). In the case where wear resistance is important, a cemented carbide coating layer may be provided on a base material having a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density, such as a permalloy material, a sendust material, or the like. In this case, the coating layer may be formed separately as a sleeve and bonded and integrated with the base material.
[0014]
The present invention can be applied to the formation of bonded magnets as well as sintered magnets. When applied to the formation of a bonded magnet, the magnetic powder to which a binder has been added is filled into the cavity of the mold. As the binder in this case, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a phenol resin can be selected. In order to complete the bonded magnet, it is cured at about 120 ° C after molding.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0016]
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. In addition, since the whole structure of the shaping | molding apparatus as 1st Embodiment is fundamentally the same as what was shown to above-mentioned FIGS. 7-9, here, the same code | symbol is attached | subjected to the same part, and those The description of will be omitted. In the first embodiment, the dies 10 constituting the mold 1 are provided with a ring-shaped main body 11 and an outer periphery of the main body 11 that are equally distributed in the circumferential direction (at intervals of 90 degrees). Four protrusions 12 are provided. Each protrusion 12 of the die 10 has a prismatic shape and has the same axial length (height) as the main body 11. Each protrusion 12 protrudes from the main body 11 so as to extend outward in the radial direction. Therefore, the four protrusions 12 are arranged radially outside the main body 11. . The dies 10 and the upper and lower core rods 6 and 5 are made of general-purpose mold materials such as carbon tool steel (SK), alloy tool steel (SKS, SKD), high speed tool steel (SKH), etc. The lower punches 8 and 7 are made of a nonmagnetic material.
[0017]
On the other hand, a coil 13 (13A, 13B, 13C, 13D) for forming a radial magnetic field in the mold 1 is wound around each protrusion 12. Each coil 13 is supplied with a current from a power source (not shown). By supplying this current, each protrusion 12 is magnetized, and the magnetic field flows in the radial direction through the die 10. (FIG. 1). Thus, a current is supplied to the coil 13 of each protrusion 12 so that the same magnetic pole is directed to the center of the die 10, whereby the magnetic field generated in each protrusion 12 is 4 and 5, they repel each other in the lateral direction at the center of the die 10 and flow along the core rods 5 and 6.
[0018]
The molding procedure by the molding device described above is the same as the procedure by the conventional molding device described above (FIGS. 7 and 8). The upper core rod 6 and the upper punch 8 are raised in advance, and the die 10, the lower core rod 5, and the lower The annular cavity 9 surrounded by the punch 7 is filled with magnetic powder (in the case of a bonded magnet, magnetic powder mixed with a binder) using a feeder. Thereafter, the upper core rod 6 and the upper punch 8 are lowered, and the upper core rod 6 is brought into contact with the lower core rod 5, while the upper punch 8 is slightly inserted into the cavity 9 to close the cavity 9.
[0019]
Next, a current (pulse current) is supplied to each of the coils 13A, 13B, 13C, and 13D, and each protrusion 12 of the die 10 is magnetized. At this time, when each projecting portion 12 is magnetized so that the center side of the die becomes the north pole, the magnetic flux generated by this magnetization flows in the radial direction in the die 10 as shown by an arrow in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the core rods 5 and 6 are pulled up and down by repelling each other at the center of the die. As a result, the magnetic powder in the cavity 9 is radially oriented. After that, if compression molding is performed with the lower punch 7 and the upper punch 8 relatively close to each other, a cylindrical radial anisotropic magnet (molded body) is obtained. It will be obtained.
[0020]
Here, the magnetic flux generated in the mold 1 in this molding apparatus repels at the center of the die and flows to the core rods 5 and 6 as described with reference to FIGS. 4 and 5, and this state is shown in FIG. 11 and FIG. 11, when the axial length of the cavity 9 is short (FIGS. 4 and 10), the magnetic field component in the axial direction is increased between the molding apparatus of the present invention and the conventional molding apparatus. There is not much difference. However, when the axial length of the cavity 9 is long (FIGS. 5 and 11), the molding apparatus of the present invention clearly has a smaller axial magnetic field component than the conventional molding apparatus.
[0021]
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. The feature of the second embodiment resides in that cemented carbide sleeves 15 and 16 are fitted into the inner surface of the hole of the main body 11 of the die 10 and the outer peripheral surface of the lower core rod 5, respectively. In this case, as the base material of the die 10 and the lower core rod 5, a material having a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density, for example, a permalloy material, a sendust material, or the like is selected. If the sleeves 15 and 16 are too thick, the strength of the radial magnetic field formed in the mold 1 is lowered. Therefore, it is desirable that the sleeves 15 and 16 have an appropriate thickness in the range of 1 to 5 mm.
[0022]
Thus, by disposing the cemented carbide sleeves 15 and 16 on the inner surface of the hole of the die 10 and the outer peripheral surface of the lower core rod 5, the wear resistance of the die 10 and the lower core lot 5 is improved, and the life of the mold 1 is improved. Is significantly extended. In addition, since a material having a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density is used as the base material of the die 10 and the lower core lot 5, the radial magnetic field strength necessary for the orientation of the magnetic powder is ensured in the mold 1. A cylindrical radial anisotropic magnet having desired magnetic characteristics can be manufactured.
[0023]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
A die model in which two, three, four, five and six projecting portions 12 as magnetic cores are provided, and a cemented carbide sleeve 15 (FIG. 6) is arranged on the inner surface of the hole, and a cemented carbide sleeve 16 on the outer peripheral surface. A core rod model in which (FIG. 6) is arranged was produced, and a coil 13 having 40 turns was arranged in each protrusion 12 of the die model. Here, in the production of the die model and the core rod model, permalloy material (TMB) was used as each base material, and the thickness of the sleeves 15 and 16 fitted to each base material was 1 mm. The hole diameter of the die model was 22 mm, its axial length was 40 mm, the diameter of the core rod model was 19 mm, and the gap (cavity 9) between these die model and core rod model was set to 1.5 mm.
[0024]
Then, a current of 250 AT was passed through each coil 13, and the average magnetic flux density at the central portion of the cavity 9 was measured. As a result, the average magnetic flux density when using the die model with the number of protrusions 12 being 2, 3, 4, 5, 6 is 0.45 (T), 0.50 (T), 0.60 (T), 0.67, respectively. (T), 0.68 (T), and it has been clarified that a sufficiently large radial magnetic field strength can be obtained when the number of the protrusions 12 is four or more.
[0025]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the molding apparatus of the present invention, the magnetic field component in the axial direction in the cavity is reduced as much as possible by using the protruding portion provided on the outer periphery of the die as the magnetic core. This makes it possible to stably obtain a high-performance radial anisotropic magnet having a long cylindrical length. Also, by providing four to six protrusions and disposing the shafts in a distributed manner, coil heating can be suppressed and temperature rise of the mold can be suppressed, eliminating the need for the mold to have a water cooling structure. Not only is the structure simple, but direct application of direct current is possible, which greatly contributes to the improvement in the degree of radial orientation of the magnetic powder.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a structure of a molding apparatus according to a first embodiment of the present invention and a magnetic path of a magnetic field generated in a molding die.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the molding apparatus as the first embodiment.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the molding apparatus according to the first embodiment in an exploded manner.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a magnetic path of a generated magnetic field in the main mold.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a magnetic path of a generated magnetic field in the main mold.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a molding apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional molding apparatus.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a conventional molding apparatus in an exploded manner.
FIG. 9 is a plan view showing a structure of a conventional molding apparatus and a magnetic path of a magnetic field generated in a mold.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a magnetic path of a generated magnetic field in a conventional mold.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a magnetic path of a generated magnetic field in a conventional mold.
[Explanation of symbols]
1 Mold 5, 6 Core rod 7, 8 Punch 9 Cavity 10 Die 11 Body 12 Projection 13 Coil 15, 16 Sleeve

Claims

A die comprising a magnetic material die, a core rod made of a magnetic material arranged at the center of the hole of the die, and upper and lower punches made of a nonmagnetic material inserted in a gap between the die and the core rod, In a molding apparatus for a cylindrical radial anisotropic magnet, a radial magnetic field is formed by a coil in a molding die, and the magnetic powder placed in the cavity of the molding die is radially oriented in the radial magnetic field and compression-molded. The die is formed by uniformly arranging four to six projecting portions radially on the outer periphery of the main body portion, and winding the coil around each projecting portion to center the die. by supplying a current to the coil such that identical poles are oriented, cylindrical radial anisotropic magnet magnetic flux is characterized in that the flow to the core rod to repel each other in opposite and die center die center Molding apparatus.

The die and the core rod are each provided with a coating layer made of a cemented carbide on the inner surface of the hole of the die and the outer peripheral surface of the core rod using a material having a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density as a base material. The apparatus for forming a cylindrical radial anisotropic magnet according to claim 1.

3. The cylindrical radial anisotropic magnet according to claim 2, wherein the covering layer is a sleeve, and the sleeve is fitted to the inner surface of the hole of the die and the outer peripheral surface of the core rod. apparatus.

4. The cylindrical radial anisotropic magnet forming apparatus according to claim 2, wherein the base material having a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density is a permalloy material or a sendust material.

The cylindrical radial anisotropic according to any one of claims 1 to 4, wherein an axial length of the protruding portion is set to at least 90% of an axial length of the mold cavity. Magnet forming device.