JP3873357B2

JP3873357B2 - Compression molding apparatus and compression molding method

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Publication number: JP3873357B2
Application number: JP06516297A
Authority: JP
Inventors: 健井熊; 孝友篠原; 清塩原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: JPH10259403A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮成形装置および圧縮成形方法、特に、ボンド磁石を圧縮成形により製造するための圧縮成形装置および圧縮成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボンド磁石は、磁石粉末と結合樹脂（有機バインダー）との混合物（コンパウンド）を所望の磁石形状に賦形して製造されるものである。この成形方法には、大別して、圧縮成形法、射出成形法および押出成形法がある。
【０００３】
このうち、圧縮成形法は、磁石粉末と結合樹脂（有機バインダー）との混合物または混練物であるコンパウンドをプレス金型中に充填し、これを圧縮成形して成形体を得、その後、結合樹脂が熱硬化性樹脂である場合にはそれを硬化させて磁石とする方法である。この方法は、他の方法に比べ、結合樹脂の量が少なくても成形が可能であるため、得られた磁石中の樹脂量が少なくなり、磁気特性の向上にとって有利である。
【０００４】
しかしながら、このような圧縮成形法による磁石の製造には、次のような欠点がある。
すなわち、製造された希土類ボンド磁石は、成形体の密度は高いものの空孔率が高くなる傾向を示すため、機械的強度が弱く、耐食性に劣る。そのため、特に圧縮成形法においては、成形圧力を７０kgf/mm² 以上と高圧にする高圧成形を行っていたが、高圧成形は、成形機への負担が大きい。
【０００５】
そこで、成形圧力を下げるために、温間成形、すなわち、金型温度を結合樹脂の溶融温度領域で成形する方法も提案されている。この場合、金型の内部または外部にヒータを配設し、該ヒータを作動させて金型を所定の温度に加熱した状態で成形材料を圧縮成形し、その後、成形体を金型内に残したままヒータをＯＦＦにして成形体を金型毎自然冷却（放冷）もしくは、水や冷風等により強制冷却するか、または成形体を金型から除材して自然冷却（放冷）する方法が採られる。
【０００６】
また、結合樹脂が熱硬化性樹脂の場合には圧縮成形後、金型を更に硬化温度まで加熱して金型内で樹脂の形状を維持できる温度まで硬化させる方法が採られる。
【０００７】
しかしながら、このような方法では、製造工程が複雑であり、また、成形体を冷却するのに長時間を要するので、生産性が低い。特に、成形体を金型から除材して冷却する場合には、成形体の形状を保持するために、成形体の温度がある程度下がった状態まで待って除材しなければならず、そのために、成形完了までに要する時間が長くなっている。
【０００８】
また、成形体の冷却温度が不適当であると、成形体の変形とともに樹脂成分による磁石粉末の接着強度や充填性が低下し、成形体の密度の低下（空孔の増加）や成形体の機械的強度の低下が生じるため、良質かつ安定した品質のボンド磁石を製造するためには、冷却条件の管理を厳格に行わねばならない。
【０００９】
また、結合樹脂が熱硬化性樹脂の場合には、成形後金型内でまたは金型から除材後、さらに、成形体を加熱して未硬化の結合樹脂を硬化させる工程（キュアリング）が必要である。そのため、製造工程が増加し、ボンド磁石の製造に長時間を要する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高品質の成形体を容易かつ短時間で得ることができる圧縮成形装置および圧縮成形方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（23）の本発明により達成される。
【００１３】
(１) 圧縮成形用の金型と、前記金型内に充填された成形材料を互いに反対方向から加圧する上パンチと下パンチとを備えた工具とを有し、前記工具が、前記金型に対し相対的に移動し得るよう構成された圧縮成形装置であって、
前記金型は、成形材料を加熱する第１の部分と、加熱された成形材料を冷却する第２の部分とを有し、かつ、前記第１の部分と前記第２の部分とが、前記工具と前記金型との相対的移動方向に沿って配置されていることを特徴とする圧縮成形装置。
【００１６】
(２) 複数の圧縮成形用の金型と、前記金型内に充填された成形材料を互いに反対方向から加圧する上パンチと下パンチとを備えた工具とを有し、前記工具が、前記金型に対し相対的に移動し得るよう構成された圧縮成形装置であって、
前記各金型は、それぞれ、成形材料を加熱する第１の部分と、加熱された成形材料を冷却する第２の部分とを有し、かつ、前記第１の部分と前記第２の部分とが、前記工具と前記金型との相対的移動方向に沿って配置されており、前記各金型のそれぞれが、成形材料を金型内に充填する給材位置と、前記工具により圧縮成形を行う成形位置とを移動し得るよう構成されていることを特徴とする圧縮成形装置。
【００１７】
(３) 前記工具の一方は前記成形位置に設置され、他方は前記金型とともに移動する上記(２)に記載の圧縮成形装置。
【００１８】
(４) 前記第１の部分と前記第２の部分とが断熱部を介して配置されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の圧縮成形装置。
【００２１】
(５) 成形材料を加熱する第１の部分と、加熱された成形材料を冷却する第２の部分とを有する金型と、前記金型内に充填された成形材料を互いに反対方向から加圧する上パンチと下パンチとを備えた工具とを用いて、成形材料を圧縮成形する圧縮成形方法であって、
成形材料を前記第１の部分で加熱しつつ圧縮した後、前記第２の部分へ相対的に移動して冷却することを特徴とする圧縮成形方法。
【００２２】
(６) 成形材料を加熱する第１の部分と、加熱された成形材料を冷却する第２の部分とを有する金型と、前記金型内に充填された成形材料を互いに反対方向から加圧する上パンチと下パンチとを備えた工具とを用いて、成形材料を圧縮成形する圧縮成形方法であって、
成形材料を前記第１の部分で加熱した後、前記第２の部分へ相対的に移動して圧縮成形するとともに冷却することを特徴とする圧縮成形方法。
【００２３】
(７) 前記冷却は、前記工具による加圧状態を維持したまま行う上記(５)または（６）に記載の圧縮成形方法。
【００２４】
(８) 前記第１の部分と前記第２の部分とでの材料温度の差が２０℃以上である上記（５）ないし（７）のいずれかに記載の圧縮成形方法。
【００２６】
(９) 成形材料を加熱する第１の部分と、加熱された成形材料を冷却する第２の部分とを有する複数の金型と、前記金型内に充填された成形材料を互いに反対方向から加圧する上パンチと下パンチとを備えた工具とを用いて、成形材料を圧縮成形する圧縮成形方法であって、
給材位置にて成形材料を所定の金型内に充填する第１の工程と、該金型を成形位置へ移動し、圧縮成形を行う第２の工程とを有し、成形材料を前記第１の部分で加熱しつつ圧縮した後、前記第２の部分へ相対的に移動して冷却することを特徴とする圧縮成形方法。
【００２７】
(１０) 成形材料を加熱する第１の部分と、加熱された成形材料を冷却する第２の部分とを有する複数の金型と、前記金型内に充填された成形材料を互いに反対方向から加圧する上パンチと下パンチとを備えた工具とを用いて、成形材料を圧縮成形する圧縮成形方法であって、
給材位置にて成形材料を所定の金型内に充填する第１の工程と、該金型を成形位置へ移動し、圧縮成形を行う第２の工程とを有し、成形材料を前記第１の部分で加熱した後、前記第２の部分へ相対的に移動して圧縮成形するとともに冷却することを特徴とする圧縮成形方法。
【００３６】
図１〜図５は、それぞれ、本発明の圧縮成形装置の実施例を模式的に示す断面側面図である。なお、図１〜図５中の上下方向を「軸方向」として説明する。
【００３７】
これらの図に示す圧縮成形装置１は、ボンド磁石を圧縮成形するための圧縮成形装置であって、圧縮成形用の金型２と、該金型２内に充填された成形材料１５を圧縮する工具（パンチ）とを有している。
【００３８】
金型２は、軸方向に沿って３つの部分から構成されている。すなわち、金型２は、第１の温度を保持し得る第１の部分３と、前記第１の温度と異なる第２の温度を保持し得る第２の部分５と、第１の部分３と第２の部分５との間に位置する断熱部４とで構成されている。本実施例では、第１の部分３は、成形材料１５を加熱する加熱部であり、第２の部分５は、加熱された成形材料１５を冷却する冷却部である。
【００３９】
金型２の第１の部分３、断熱部４および第２の部分５には、これらを貫通して成形空間２１が形成されている。この成形空間２１は、成形すべき成形体の形状に対応した形状をなしており、本実施例では、円柱状（中実）をなしている。ただし、成形空間２１の形状（成形体の形状）は、これに限定されず、例えば、横断面が半円形、楕円形、三角形、四角形、六角形等の多角形等のもの、円筒状（中空）、平板状、湾曲板状等、いかなるものでもよい。
【００４０】
第１の部分３には、それを加熱するためのヒータ９が設置されている。図示の構成では、棒状のヒータが用いられているが、ヒータ９の構成は、これに限定されない。このヒータ９の作動により、第１の部分３は、後述する所定の温度に加熱される。
【００４１】
また、第２の部分５には、それを冷却するために、冷媒管１０が埋設されている。この冷媒管１０には、図示しない冷媒供給手段により、例えば、水、空気等の冷媒が供給され、流通する。この冷媒の流通により、第２の部分５は、後述する所定の温度に設定（冷却）される。
【００４２】
断熱部４は、第１の部分３、第２の部分５間での熱の伝達を遮断する機能を有するもので、例えば、セラミックス、樹脂性シート、エアギャップまたはこれらの組み合せ等で構成されている。このような断熱部４を設けることにより、熱損失を低減し、効率の良い加熱および冷却を行うことができる。
【００４３】
なお、図示と異なり、金型２の外周部にヒータ等の加熱冶具や冷媒管等の冷却冶具を設置した構成であってもよい。
【００４４】
工具（パンチ）６は、成形材料１５を互いに反対方向から加圧する上パンチ７と、下パンチ８とで構成されている。上パンチ７および下パンチ８は、それぞれ、金型２に対しその成形空間２１内で、軸方向に相対的に移動し得るように構成されている。本実施例では、軸方向の移動が固定されている金型２に対し、上パンチ７および下パンチ８が、それぞれ、図示しない駆動機構により軸方向に移動するよう構成されている。
【００４５】
上パンチ７および下パンチ８の外径は、金型２の内径（＝成形空間２１の直径）とほぼ等しいか、またはそれより若干小さな値に設定されている。
【００４６】
また、上パンチ７および下パンチ８のそれぞれの端部には、成形材料１５を加圧する加圧面７１、８１が形成されている。この加圧面７１、８１と、成形空間２１の内周面とで、成形体の形状（本実施例では円柱形状）が規制される。
【００４７】
なお、加圧面７１、８１は平坦な面、所望に湾曲した面、突起や窪みを有する面、溝等が存在する面のいずれでも良い。
【００４８】
本実施例における成形材料１５は、ボンド磁石製造用の組成物（コンパウンド）である。この組成物は、磁石粉末と結合樹脂（有機バインダー）との混合物または混練物あるいはそれを造粒または整粒して得た粒状物である。
【００４９】
磁石粉末としては、例えば、Ｂａフェライト、Ｓｒフェライトのようなフェライトや、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｒ−ＴＭ−Ｂ系（Ｒは希土類元素、ＴＭは遷移金属）、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系等の各種希土類磁石の粉末が挙げられる。磁石粉末の平均粒径は、０．５〜１００μm 程度が好ましく、１〜５０μm 程度がより好ましい。
【００５０】
結合樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂が挙げられ、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂が挙げられる。
【００５１】
以上のような結合樹脂の組成物中での含有量は、特に限定されないが、１〜１０wt％程度であるのが好ましく、１〜８wt％程度であるのがより好ましく、１．５〜５wt％程度であるのがさらに好ましい。結合樹脂の含有量が多過ぎると、磁気特性（特に最大磁気エネルギー積）の向上が図れない。また、結合樹脂の含有量が少な過ぎると、成形性が低下する。
【００５２】
また、組成物中には、酸化防止剤が含まれていてもよい。この酸化防止剤としては、磁石粉末等の酸化を防止または抑制し得るものであればいかなるものでもよく、例えば、アミン系化合物、アミノ酸系化合物、ニトロカルボン酸類、ヒドラジン化合物、シアン化合物、硫化物等の金属イオン、特にＦｅ成分に対しキレート化合物を生成するキレート化剤が好適に使用される。
【００５３】
さらに、磁石粉末と樹脂成分の混練時に分散しやすくさせるためや混練物の成形性の改良のために高級脂肪酸や脂肪酸塩等の可塑剤、シリコンオイルやワックス等の潤滑剤、シリカ粉末等の固形潤滑剤、コポリマー等の成形助剤等が含まれていてもよい。
【００５４】
以上のような磁石粉末と、結合樹脂と、好ましくは酸化防止剤とを混練する場合には、例えば２軸押出混練機、ロール式混練機、ニーダー等の混練機を用いて行われる。
【００５５】
この混練は、好ましくは用いる結合樹脂の熱変形温度（ASTM D648 による方法で測定）以上の温度、より好ましくは用いる結合樹脂の融点以上の温度で行われる。
【００５６】
また、混練物を造粒または整粒し、所定の粒径の粒状物とすることもできる。造粒または整粒の方法は、特に限定されないが、混練物を粉砕することによりなされるのが好ましい。この粉砕は、例えば、ボールミル、振動ミル、破砕機、ジェットミル、ピンミル等を用いて行われる。
【００５７】
粒状物の平均粒径は、特に限定されないが、１０μm 〜３mm程度であるのが好ましく、２０μm 〜２mm程度であるのがより好ましく、５０μm 〜１．５mm程度であるのがさらに好ましい。粒状物の平均粒径が３mm以上では、成形されるボンド磁石の寸法が小さい場合に、すなわち金型２の成形空間２１の寸法が小さい場合に、粒状物の金型２への充填量を微妙に調整することが困難となり、定量性が劣るので、ボンド磁石の寸法精度の向上が図れない。一方、平均粒径１０μm 未満の粒状物は、製造（造粒）が困難かまたは手間がかかる場合があり、また、平均粒径が小さ過ぎると、得られたボンド磁石の空孔率が上昇する傾向を示す。
【００５８】
このような粒状物は、粒径にある程度のバラツキがあるものでもよいが、粒径が均一なものが好ましい。これにより、金型２への充填ばらつきが低減し、低空孔率で寸法精度の高いボンド磁石が得られる。
【００５９】
次に、圧縮成形装置１を用いた第１の圧縮成形方法について、図１〜図５を参照しつつ説明する。以下、金型２へ充填される成形材料１５は、前記粒状物を代表例として説明する。
【００６０】
＜Ａ−１＞図１に示すように、上パンチ７を上昇させ、成形空間２１から離脱させておく。また、下パンチ８は、その加圧面８１が第１の部分３に位置するように移動しておく。
【００６１】
＜Ａ−２＞図２に示すように、成形空間２１内に所定量の成形材料１５を充填（給材）する。このとき、成形材料１５の秤量、充填は、すり切り法により、成形材料１５の上面が成形空間２１の上端開口と一致するように（定容積で）行ってもよいが、定量フィーダ（図示せず）を用いて成形材料１５を定量し、充填するのが好ましい。これにより、成形材料１５の充填量の精度が高まり、得られたボンド磁石の寸法精度が向上する。
【００６２】
前記定量フィーダとしては、例えば、電子天秤やロードセルを備えたものが挙げられ、例えば、特開昭６２−２１１５１８号公報、特開昭６２−２１１５１９号公報、特開昭６２−２３１１２１号公報、特開昭６２−２３５１１５号公報、特開昭６３−４７２１６号公報、特開昭６３−９８５２３号公報、特開昭６３−２５２８１６号公報、特開平３−８８６１４号公報、特開平７−２９１２０３号公報に記載された装置を用いることができる。
【００６３】
＜Ａ−３＞図３に示すように、上パンチ７を下降させ、その加圧面７１と下パンチ８の加圧面８１との間で、成形材料１５を圧縮成形する。
【００６４】
このとき、ヒータ９の作動により、金型２の第１の部分３を所望の温度（第１の温度）に加熱しておく。これにより、成形材料１５は、温間成形がなされる。この第１の温度は、例えば次のように設定される。
【００６５】
充填されている成形材料１５が結合樹脂として熱可塑性樹脂を含む場合、その熱可塑性樹脂が軟化または溶融状態となるような温度とされる。
【００６６】
より詳しくは、用いる熱可塑性樹脂の熱変形温度以上の温度とされるのが好ましく、さらには、用いる熱可塑性樹脂の融点以上の温度とされるのが好ましく、融点から（融点＋２００）℃程度までの範囲の所定の温度とされるのがより好ましく、融点から（融点＋１５０）℃程度までの範囲の所定の温度とされるのがさらに好ましい。
【００６７】
例えば、用いる熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂（融点：１７８℃）である場合、成形時における特に好ましい材料温度（第１の温度）は、１８０〜３５０℃程度とされる。
【００６８】
また、充填されている成形材料１５が結合樹脂として熱硬化性樹脂を含む場合、その熱硬化性樹脂が軟化または溶融状態となり、かつ成形時間内で硬化が完了しないような温度とされる。
【００６９】
より詳しくは、用いる熱硬化性樹脂の溶融温度〜（溶融温度＋２００）℃が好ましく、溶融温度〜（溶融温度＋１５０）℃がより好ましい。
【００７０】
例えば、用いる熱硬化性樹脂が溶融温度６０℃、硬化条件が２００℃で１時間であるエポキシ樹脂の場合、成形時における特に好ましい材料温度（第１の温度）は、６０〜２６０℃程度とされる。
【００７１】
以上のような第１の温度で成形することにより、金型２内（第１の部分３内）での成形材料１５の流動性が向上し、円柱状、ブロック状のものは勿論のこと、円筒状（リング状）、平板状、湾曲板状等の薄肉部を有する形状のもの、小型のもの、長尺なものでも、低空孔率で、機械的強度が高く、良好かつ安定した形状、寸法のものを量産することができる。
【００７２】
なお、本工程の圧縮成形における成形圧力は、好ましくは６０kgf/mm² 以下、より好ましくは２〜５０kgf/mm² 程度、さらに好ましくは５〜４０kgf/mm² 程度とされる。本発明では、前述したような第１の温度で成形を行うため、このような比較的低い成形圧力でも、前述したような長所を持つボンド磁石を成形（賦形）することができる。
【００７３】
また、圧縮成形は、磁場中（配向磁場が例えば５〜２０kOe 、配向方向は、縦、横、ラジアル方向のいずれも可）または無磁場中のいずれで行ってもよい。これらは、磁石粉末の組成、特性等の条件に応じて適宜選択される。
【００７４】
＜Ａ−４＞図４に示すように、上パンチ７および下パンチ８を下降（移動）させ、成形材料（成形体）１５が第２の部分５に位置するようにする。
【００７５】
このとき、冷媒管１０を流れる冷媒により、第２の部分５を前記第１の温度より低い所望の温度（第２の温度）に冷却しておく。これにより、成形材料１５は、冷却される。
【００７６】
また、上パンチ７および下パンチ８の移動は、それらによる成形材料１５の加圧状態を維持したまま、すなわち、成形材料１５に付与される成形圧力を前記範囲内に維持したまま行われるのが好ましい。以下、これを「加圧下冷却」と言う。
【００７７】
このような加圧下冷却を行うことにより、成形体は、圧縮成形時の低空孔率な状態がそのまま維持されるので、低空孔率で寸法精度が高く、磁気特性に優れるボンド磁石が得られる。
【００７８】
第２の温度（除圧温度）は、得られたボンド磁石の空孔率の低減および寸法精度の向上にとって、できるだけ低い温度であるのが好ましい。
【００７９】
すなわち、成形材料１５が結合樹脂として熱可塑性樹脂を含む場合、第２の温度は、用いる熱可塑性樹脂の融点またはそれ以下の温度であるのが好ましく、用いる熱可塑性樹脂の熱変形温度（軟化点）またはそれ以下の温度であるのがより好ましい。
【００８０】
また、成形材料１５が結合樹脂として熱硬化性樹脂を含み、後工程で硬化処理を行う場合、第２の温度は、熱硬化性樹脂の溶融温度またはそれ以下の温度であるのが好ましい。
【００８１】
また、前記第１の温度と第２の温度との差は、２０℃以上であるのが好ましく、５０℃以上であるのがより好ましい。この温度差が大きい程、得られたボンド磁石の空孔率の低減および寸法精度の向上の効果が大きい。
【００８２】
なお、磁石粉末の含有量が比較的多い場合には、第２の温度をより高く設定しても低空孔率のボンド磁石を得易い。従って、例えば、成形材料１５中の磁石粉末の含有量が例えば９４wt％以上の場合には、第２の温度を、用いる結合樹脂（熱可塑性樹脂）の融点付近の温度または融点以上の温度（〜融点＋１０℃程度）としても、空孔率を低くすることができる。
【００８３】
また、加圧下冷却は、圧縮成形時の加圧を一旦解除または緩和した後、行ってもよいが、圧縮成形時の加圧を解除することなく連続して行われるのが、工程の簡素化および寸法精度の向上等のために好ましい。
【００８４】
また、加圧下冷却の際の圧力は、一定でも変化してもよいが、少なくとも用いる結合樹脂の融点（特に熱変形温度）までは一定に保持されているのが好ましい。加圧下冷却の際の圧力が変化する場合、例えば、圧力が連続的または段階的に増加または減少するようなパターンを含んでいてもよい。
【００８５】
また、加圧下冷却の際の圧力（該圧力が経時変化する場合にはその平均圧力）は、圧縮成形時の成形圧力と同等またはそれ以下であるのが好ましい。
【００８６】
なお、本発明では、加圧下冷却の後（除圧後）に、上パンチ７を上昇させ、非加圧下（常圧下）で冷却を続行してもよいことは、言うまでもない。また、非加圧下冷却を行った後、再度加圧下冷却を行ってもよい。
【００８７】
このような冷却、特に加圧下冷却の際の冷却速度（冷却速度が経時変化する場合にはその平均値）は、特に限定されないが、０．５〜１００℃／秒であるのが好ましく、１〜８０℃／秒であるのがより好ましい。冷却速度が速過ぎると、冷却に伴う急速な収縮により、成形体内部に微細なクラックが発生し、機械的強度の低下を招くおそれがあり、また、冷却により内部応力が増大し、金型２からの除材時に応力緩和によるひずみや変形が生じて、寸法精度が低下することがある。一方、冷却速度が遅過ぎると、成形のサイクルタイムが増加し、生産性が低下する。
【００８８】
＜Ａ−５＞以上のようにして得られたボンド磁石成形体を金型２から取り出す（除材）。すなわち、図５に示すように、上パンチ７、磁石成形体１６、下パンチ８をそのまま下降させて、成形体１６を成形空間２１より金型２の下方へ排出させる。このとき、下パンチ８は、成形体１６を加圧しないようにするのが好ましい。
【００８９】
金型２内から成形体１６が出たところで、上パンチ７を上昇させて成形体１６から離脱させる。下パンチ８の加圧面８１上にある成形体１６を横方向（図中の矢印方向）に押圧して移動させることにより、成形体１６の除材がなされる。
【００９０】
この除材の後、下パンチ８を上昇させ、元の位置（図１に示す位置）に戻す。
【００９１】
このように、第１の部分３と第２の部分５のうちの温度が低い方より除材することにより、成形体１６が再度加熱されて変形することがなく、寸法精度の向上に寄与する。
【００９２】
なお、成形体１６の除材は、下パンチ８を金型２の図中上方へ移動することにより行ってもよいことは言うまでもない。
【００９３】
＜Ａ−６＞結合樹脂として熱硬化性樹脂を用いた場合には、除材された成形体１６は、未硬化の熱硬化性樹脂を硬化させる処理（キュアリング）に供される。この処理は、成形体１６を熱硬化性樹脂が硬化し得る所定の温度および時間で熱処理することによりなされる。
【００９４】
次に、圧縮成形装置１を用いた第２の圧縮成形方法について、前記第１の圧縮成形方法との相違点を中心に説明する。
【００９５】
＜Ａ’−１＞前記＜Ａ−１＞と同様。
【００９６】
＜Ａ’−２＞前記＜Ａ−１＞と同様に、成形空間２１内に所定量の成形材料１５を充填（給材）する。このとき、ヒータ９の作動により、金型２の第１の部分３を所望の温度（第１の温度）に加熱しておく。これにより、充填された成形材料１５は、所望の温度（第１の温度）に加熱される。
【００９７】
＜Ａ’−３＞下パンチ８を下降（移動）させ、加熱された未圧縮状態の成形材料１５を第２の部分５に位置させる。
【００９８】
次いで、前記＜Ａ−３＞と同様に、上パンチ７を下降させ、成形材料１５を磁場中または無磁場中で圧縮成形する。成形材料１５は、前工程で既に第１の温度に加熱されており、よって温間成形がなされる。
【００９９】
＜Ａ’−４＞前記圧縮成形と前後して、冷媒管１０に冷媒を供給し、第２の部分５を冷却する。これにより、成形材料１５は、所望の温度（第２の温度）に冷却される。
【０１００】
このとき、冷却は、加圧下冷却、すなわち上パンチ７および下パンチ８で成形材料１５の加圧状態を維持したまま冷却されるのが好ましい。
【０１０１】
＜Ａ’−５＞前記＜Ａ−５＞と同様。
【０１０２】
＜Ａ’−６＞前記＜Ａ−６＞と同様。
【０１０３】
以上のような本発明の装置および方法によれば、成形材料１５を温度の異なる第１の部分３、第２の部分５間で移動させることにより、成形材料１５の温間成形と冷却とを同一の金型２内で連続して行うことができるので、成形が容易であり、成形のサイクルタイムが短く、よって、生産性が大幅に向上する。
【０１０４】
図６は、本発明の圧縮成形装置の他の実施例を示す平面図、図７〜図１３は、それぞれ、図６に示す圧縮成形装置を展開した状態を示す断面側面図である。なお、図７〜図１３中の上下方向を「軸方向」として説明する。
【０１０５】
これらの図に示す圧縮成形装置１１は、ボンド磁石を圧縮成形するための圧縮成形装置である。以下、圧縮成形装置１１の構成を、前記圧縮成形装置１との相違点を中心に説明する。
【０１０６】
圧縮成形装置１１は、円盤状の支持台１２と、該支持台１２上に設置された複数（本実施例では３個）の金型２ａ、２ｂ、２ｃと、該各金型２ａ、２ｂ、２ｃ内に充填された成形材料１５を圧縮する工具（パンチ）６とを有している。
【０１０７】
支持台１２は、回転軸１３を中心に例えば図６中反時計方向に回転するよう構成されている。
【０１０８】
各金型２ａ、２ｂ、２ｃは、それぞれ、前記金型２と同様の構成のものである。すなわち、金型２ａ、２ｂ、２ｃは、それぞれ、第１の部分３と第２の部分５とが断熱部４を介して軸方向に配置されており、第１の部分３は、ヒータ９により第１の温度に加熱され、第２の部分５は、冷媒管１０内を流れる冷媒により第２の温度に冷却されるようになっている。
【０１０９】
また、金型２ａ、２ｂ、２ｃのうちの隣接する金型同士は、それぞれ、連結部材１４により連結され、金型２ａ、２ｂ、２ｃの位置関係が固定されている。
【０１１０】
なお、金型２ａ〜２ｃの位置関係が固定されるならば、このような連結部材１４は、必ずしも必要ではない。
【０１１１】
工具（パンチ）６は、１つの上パンチ７と、各金型２ａ、２ｂ、２ｃの成形空間２１内にそれぞれ挿入された３つの下パンチ８ａ、８ｂ、８ｃとで構成されている。下パンチ８ａ、８ｂ、８ｃは、それぞれ、前記下パンチ８と同様のものである。
【０１１２】
上パンチ７は、その中心軸が、支持台１２に搭載された金型２ａ、２ｂ、２ｃが回転軸１３を中心に回転したときに生じる成形空間２１の中心軸の軌跡上に位置するような位置に設置されている。この場合、上パンチ７は、軸方向への移動のみ可能である。
【０１１３】
図６〜図１０では、上パンチ７の真下に金型２ｂの成形空間２１が位置した状態が示され、図１１〜図１３では、それより支持台１２が図６中反時計方向に１２０°回転し、上パンチ７の真下に金型２ａの成形空間２１が位置した状態が示されている。
【０１１４】
図６〜図１０における金型２ａの位置は、その金型の成形空間２１への成形材料１５の充填を行う給材位置１７であり、同図における金型２ｂの位置は、圧縮成形を行う成形位置１８である。また、同図における金型２ｃの位置は、圧縮成形された成形体１６の除材を行う除材位置１９である。各金型２ａ、２ｂ、２ｃは、それぞれ、支持台１２の図６中反時計方向の回転により、給材位置１７、成形位置１８および除材位置１９へ順次移動することができる。
【０１１５】
なお、圧縮成形装置１１において、金型の設置数は、２個または４個以上であってもよい。また、本実施例では、各金型が回転して移動する構成としたが、例えばコンベア等の搬送装置により直線的に移動するような構成であってもよい。
【０１１６】
次に、圧縮成形装置１１を用いた第３の圧縮成形方法について、図６〜図１３を参照しつつ説明する。
【０１１７】
＜Ｂ−１＞図６および図７に示すように、上パンチ７を上昇させるとともに、上パンチ７の真下（成形位置１８）に金型２ｂの成形空間２１が位置するように支持台１２を回転する。また、下パンチ８ａ、８ｂ、８ｃは、それらの加圧面８１が各金型２ａ、２ｂ、２ｃの第１の部分３に位置するように移動しておく。
【０１１８】
なお、金型２ｂには、好ましくは前述した定量フィーダにより成形材料１５が予め充填（給材）されている。
【０１１９】
＜Ｂ−２＞図８に示すように、上パンチ７を下降させ、その加圧面７１と下パンチ８ｂの加圧面８１との間で、成形材料１５を圧縮成形する。
【０１２０】
このとき、ヒータ９の作動により、金型２ｂの第１の部分３を前述したような第１の温度に加熱しておく。これにより、成形材料１５は、温間成形がなされる。
【０１２１】
また、このときの成形圧力や、磁場中または無磁場中での成形の設定は、前記と同様とされる。
【０１２２】
＜Ｂ−３＞図９に示すように、上パンチ７および下パンチ８ｂを下降（移動）させ、成形材料（成形体）１５が金型２ｂの第２の部分５に位置するようにする。
【０１２３】
このとき、冷媒管１０を流れる冷媒により、金型２ｂの第２の部分５が前記第２の温度に冷却されている。これにより、成形材料１５は、冷却される。この冷却は、前述した加圧下冷却であるのが好ましい。
【０１２４】
このような冷却、特に加圧下冷却の際の好ましい冷却速度も、前記と同様である。
【０１２５】
＜Ｂ−４＞前記工程＜Ｂ−２＞および／または工程＜Ｂ−３＞と重複して、給材位置１７にある金型２ａに対し、前記と同様にして成形材料１５の充填（給材）を行う。
【０１２６】
この金型２ａへの給材は、次の圧縮成形の準備工程に相当するが、この給材が工程＜Ｂ−２＞、＜Ｂ−３＞の少なくとも一方と時間的に重複して行われることにより、全体として、製造時間を短縮することができ、生産性の向上に寄与する。
【０１２７】
＜Ｂ−５＞図１０に示すように、上パンチ７を上昇させて金型２ｂの成形空間２１から離脱させる。
【０１２８】
＜Ｂ−６＞支持台１２を図６中反時計方向に１２０°回転させ、それまで給材位置１７、成形位置１８および除材位置１９のそれぞれに位置していた金型２ａ、２ｂ、２ｃを、成形位置１８、除材位置１９および給材位置１７へ移動する。これにより、図１１に示す状態となる。
【０１２９】
＜Ｂ−７＞図１２に示すように、上パンチ７を下降させ、その加圧面７１と下パンチ８ａの加圧面８１との間で、金型２ａ内の成形材料１５を圧縮成形する。
【０１３０】
このとき、ヒータ９の作動により、金型２ａの第１の部分３を前述したような第１の温度に加熱しておく。これにより、成形材料１５は、温間成形がなされる。
【０１３１】
また、このときの成形圧力や、磁場中または無磁場中での成形の設定は、前記と同様とされる。
【０１３２】
＜Ｂ−８＞図１３に示すように、上パンチ７および下パンチ８ａを下降（移動）させ、成形材料（成形体）１５が金型２ａの第２の部分５に位置するようにする。
【０１３３】
このとき、冷媒管１０を流れる冷媒により、金型２ａの第２の部分５が前記第２の温度に冷却されている。これにより、成形材料１５は、冷却される。この冷却は、前述した加圧下冷却であるのが好ましい。
【０１３４】
このような冷却、特に加圧下冷却の際の好ましい冷却速度も、前記と同様である。
【０１３５】
＜Ｂ−９＞前記工程＜Ｂ−７＞および／または工程＜Ｂ−８＞と重複して、給材位置１７にある金型２ｃに対し、前記と同様にして成形材料１５の充填（給材）を行う。
【０１３６】
この金型２ｃへの給材は、次の圧縮成形の準備工程に相当するが、この給材が工程＜Ｂ−７＞、＜Ｂ−８＞の少なくとも一方と時間的に重複して行われることにより、全体として、製造時間を短縮することができ、生産性の向上に寄与する。
【０１３７】
＜Ｂ−１０＞前記工程＜Ｂ−７＞（または工程＜Ｂ−８＞でもよい）と重複して、除材位置１９にある金型２ｂに対し、その成形空間２１内にある成形体１６の除材を行う。すなわち、図１２に示すように、金型２ｂにおける下パンチ８ｂを下降させて、成形体１６を成形空間２１から排出し、次いで露出した成形体１６を横方向に押圧して移動することにより、成形体１６の除材がなされる。
【０１３８】
このように、第１の部分３と第２の部分５のうちの温度が低い方より除材することにより、成形体１６が加熱されて変形を生じることがなく、寸法精度の向上に寄与する。
【０１３９】
なお、成形体１６の除材は、下パンチ８ｂを金型２ｂの図中上方へ移動することにより行ってもよいことは言うまでもない。
【０１４０】
このように、金型２ｂからの除材が工程＜Ｂ−７＞（または工程＜Ｂ−８＞）と時間的に重複して行われることにより、全体として、製造時間を短縮することができ、生産性の向上に寄与する。
【０１４１】
なお、除材後、下パンチ８ｂは、次の成形のために、元の位置（図１３に示す位置）へ戻される。
【０１４２】
＜Ｂ−１１＞結合樹脂として熱硬化性樹脂を用いた場合には、除材された成形体１６は、未硬化の熱硬化性樹脂を硬化させる処理（キュアリング）に供される。この処理は、成形体１６を熱硬化性樹脂が硬化し得る所定の温度および時間で熱処理することによりなされる。
【０１４３】
＜Ｂ−１２＞以後、支持台１２を図６中反時計方向に１２０°ずつ回転させ、次の位置へ繰られた金型に対し、工程＜Ｂ−５＞〜工程＜Ｂ−１１＞と同様の工程を繰り返し行うことにより、ボンド磁石成形体を連続的に製造することができる。
【０１４４】
次に、圧縮成形装置１１を用いた第４の圧縮成形方法について、前記第３の圧縮成形方法との相違点を中心に説明する。第４の圧縮成形方法は、前記第１の圧縮成形方法に対する前記第２の圧縮成形方法の関係を、前記第３の圧縮成形方法に対し同様に適用したものである。
【０１４５】
すなわち、＜Ｂ−１＞、＜Ｂ−４＞、＜Ｂ−９＞における金型への給材に際し、ヒータ９の作動により、金型の第１の部分３を加熱しておき、充填された成形材料１５を所望の温度（第１の温度）に加熱する。
【０１４６】
次に、下パンチを下降させて、加熱された成形材料１５を未圧縮状態のまま第２の部分５へ移動し、これに続き、上パンチを下降させて、成形材料１５を第２の部分５において圧縮成形する。また、これと前後して、冷媒管１０に冷媒を供給し、第２の部分５を冷却して、成形材料１５を所望の温度（第２の温度）に冷却、好ましくは加圧下冷却する。
【０１４７】
その他は、前記第３の圧縮成形方法と同様である。
【０１４８】
以上のような本発明の装置および方法によれば、成形材料１５を温度の異なる第１の部分３、第２の部分５間で移動させることにより、成形材料１５の温間成形と冷却とを同一の金型２内で連続して行うことができるので、成形が容易であり、成形のサイクルタイムが短く、よって、生産性が大幅に向上する。特に、複数の金型を用い、それらに対し、異なる工程を並行して行うことにより、生産性が格段に向上する。
【０１４９】
また、本発明の装置および方法では、次のような優れた特性を有するボンド磁石を製造することができる。すなわち、ボンド磁石の空孔率が低く、好ましくは４．５％（ vol％）以下、より好ましくは３．５％以下、さらに好ましくは２．０％以下とすることができる。このように、空孔率が低い（＝密度が高い）ので、機械的強度が高く、耐食性に優れ、また、寸法精度が高く、量産した場合にも寸法のバラツキが少なく、寸法安定性に優れている。
【０１５０】
さらに、本発明の装置および方法で製造されたボンド磁石は、磁気特性に優れており、特に、磁石粉末の組成、磁石粉末の含有量の多さ等から、等方性磁石であっても、優れた磁気特性を有する。
【０１５１】
以上、本発明の圧縮成形装置および圧縮成形方法を添付図面に示す各実施例に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【０１５２】
図示の実施例では、１つの金型内において、温間成形−冷却を行っているが、これに限らず、金型内で次のような工程を行ってもよい。
【０１５３】
・高温での温間成形−低温での熱処理
・高温での温間成形−低温での熱処理−常温
・高温での温間成形−低温での温間成形−冷却
・温間成形−冷却−加熱による樹脂硬化
・温間成形−加熱（より高温）による樹脂硬化
・冷間成形−加熱による樹脂硬化
・冷間または温間成形−加熱による樹脂硬化−冷却
・高温での熱処理−低温での温間成形−冷却
・冷間加圧−高温での加熱処理−低温での温間成形−冷却
・冷間加圧−高温での温間成形−冷却
・冷間加圧−高温での温間成形−加熱による樹脂硬化
また、本発明の装置では、第１の部分３と第２の部分５の図中上下を逆にしてもよい。
【０１５４】
また、図示の構成では、金型は、第１の部分３、断熱部４、第２の部分５の３層構成であるが、これに限らず４層以上の構成としてもよい。この場合、例えば第１の部分３の上に、第３の部分として、第１の温度より低い温度を付与する部分（冷却部）を設けることができる。
【０１５５】
また、本発明は、圧粉磁石の製造や、その他、焼成、焼結に供される成形体の製造、樹脂成形体の製造等、ボンド磁石の製造以外にも適用することができる。
【０１５６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、高い品質の成形体を容易かつ短時間で製造することができ、よって、生産性の向上に寄与する。
【０１５７】
特に、ボンド磁石の製造に適用した場合には、機械的強度が高く、磁気特性に優れ、寸法精度が高いボンド磁石を高い製造効率で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧縮成形装置の実施例を模式的に示す断面側面図である。
【図２】本発明の圧縮成形装置の実施例を模式的に示す断面側面図である。
【図３】本発明の圧縮成形装置の実施例を模式的に示す断面側面図である。
【図４】本発明の圧縮成形装置の実施例を模式的に示す断面側面図である。
【図５】本発明の圧縮成形装置の実施例を模式的に示す断面側面図である。
【図６】本発明の圧縮成形装置の他の実施例を示す平面図である。
【図７】図６に示す圧縮成形装置を展開した状態を示す断面側面図である。
【図８】図６に示す圧縮成形装置を展開した状態を示す断面側面図である。
【図９】図６に示す圧縮成形装置を展開した状態を示す断面側面図である。
【図１０】図６に示す圧縮成形装置を展開した状態を示す断面側面図である。
【図１１】図６に示す圧縮成形装置を展開した状態を示す断面側面図である。
【図１２】図６に示す圧縮成形装置を展開した状態を示す断面側面図である。
【図１３】図６に示す圧縮成形装置を展開した状態を示す断面側面図である。
【符号の説明】
１圧縮成形装置
２金型
２ａ、２ｂ、２ｃ金型
２１成形空間
３第１の部分
４断熱部
５第２の部分
６工具
７上パンチ
７１加圧面
８下パンチ
８ａ、８ｂ、８ｃ下パンチ
８１加圧面
９ヒータ
１０冷媒管
１１圧縮成形装置
１２支持台
１３回転軸
１４連結部材
１５成形材料
１６成形体
１７給材位置
１８成形位置
１９除材位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compression molding apparatus and a compression molding method, and more particularly, to a compression molding apparatus and a compression molding method for manufacturing a bonded magnet by compression molding.
[0002]
[Prior art]
The bonded magnet is manufactured by shaping a mixture (compound) of magnet powder and a binding resin (organic binder) into a desired magnet shape. This molding method is roughly classified into a compression molding method, an injection molding method and an extrusion molding method.
[0003]
Among these, the compression molding method is a method of filling a press die with a compound that is a mixture or kneaded product of magnet powder and a binder resin (organic binder), and compression molding this to obtain a molded body. When is a thermosetting resin, it is a method in which it is cured into a magnet. Compared with other methods, this method can be molded even if the amount of the binding resin is small, so that the amount of resin in the obtained magnet is small, which is advantageous for improving the magnetic properties.
[0004]
However, the production of a magnet by such a compression molding method has the following drawbacks.
That is, although the manufactured rare earth bonded magnet has a high density of the molded body and shows a tendency to increase the porosity, the mechanical strength is weak and the corrosion resistance is inferior. Therefore, especially in the compression molding method, the molding pressure is 70 kgf / mm. ² Although the high pressure molding which makes the high pressure as described above is performed, the high pressure molding places a heavy burden on the molding machine.
[0005]
Therefore, in order to lower the molding pressure, warm molding, that is, a method of molding the mold temperature in the melting temperature region of the binding resin has been proposed. In this case, a heater is provided inside or outside the mold, and the molding material is compression-molded in a state where the heater is operated to heat the mold to a predetermined temperature, and then the molded body is left in the mold. With the heater turned off, the molded body is naturally cooled (cooled) for each mold, or forcedly cooled with water or cold air, or the molded body is removed from the mold and cooled naturally (cooled). Is taken.
[0006]
When the binder resin is a thermosetting resin, a method is adopted in which after the compression molding, the mold is further heated to a curing temperature and cured to a temperature at which the shape of the resin can be maintained in the mold.
[0007]
However, in such a method, the manufacturing process is complicated, and it takes a long time to cool the molded body, so that the productivity is low. In particular, when the molded body is removed from the mold and cooled, in order to maintain the shape of the molded body, the material must be removed after waiting for the temperature of the molded body to fall to some extent. The time required to complete the molding is longer.
[0008]
In addition, if the cooling temperature of the molded body is inappropriate, the adhesive strength and filling properties of the magnet powder due to the resin component decrease with deformation of the molded body, and the density of the molded body decreases (increase in pores) and the molded body Since the mechanical strength is lowered, in order to produce a high-quality and stable quality bonded magnet, the cooling conditions must be strictly controlled.
[0009]
Further, when the binder resin is a thermosetting resin, there is a step (curing) of curing the uncured binder resin by heating the molded body in the mold after molding or after removing the material from the mold. is necessary. Therefore, a manufacturing process increases and manufacture of a bonded magnet requires a long time.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a compression molding apparatus and a compression molding method capable of easily and quickly obtaining a high-quality molded article.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (23) below.
[0013]
(1) a compression molding mold, and a tool including an upper punch and a lower punch that pressurize the molding material filled in the mold from opposite directions, and the tool includes the mold A compression molding device configured to be movable relative to
The mold has a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material, and the first part and the second part are A compression molding apparatus, wherein the compression molding apparatus is disposed along a relative movement direction of a tool and the mold.
[0016]
(2) a plurality of compression molds, and a tool including an upper punch and a lower punch that pressurize the molding material filled in the mold from opposite directions, and the tool includes the tool A compression molding apparatus configured to be movable relative to a mold,
Each mold has a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material, and the first part and the second part, Are arranged along the direction of relative movement between the tool and the mold, and each of the molds is supplied with a molding material into the mold, and a compression molding is performed by the tool. A compression molding apparatus configured to be able to move a molding position to be performed.
[0017]
(3) The compression molding apparatus according to (2), wherein one of the tools is installed at the molding position and the other moves together with the mold.
[0018]
(4) The compression molding apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the first part and the second part are arranged via a heat insulating part.
[0021]
(5) A mold having a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material, and the molding material filled in the mold are pressed from opposite directions. A compression molding method for compression molding a molding material using a tool provided with an upper punch and a lower punch,
A compression molding method, wherein the molding material is compressed while being heated in the first portion, and then is moved relative to the second portion to be cooled.
[0022]
(6) A mold having a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material, and the molding material filled in the mold are pressed from opposite directions. A compression molding method for compression molding a molding material using a tool provided with an upper punch and a lower punch,
A compression molding method, comprising: heating a molding material in the first portion, then moving the molding material relatively to the second portion to perform compression molding and cooling.
[0023]
(7) The compression molding method according to (5) or (6), wherein the cooling is performed while maintaining a pressurized state by the tool.
[0024]
(8) The compression molding method according to any one of (5) to (7), wherein a difference in material temperature between the first portion and the second portion is 20 ° C. or more.
[0026]
(9) A plurality of molds having a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material, and molding materials filled in the mold from opposite directions to each other. A compression molding method in which a molding material is compression molded using a tool having an upper punch and a lower punch to be pressed,
A first step of filling a predetermined mold with a molding material at a feeding position, and a second step of moving the mold to a molding position and performing compression molding, A compression molding method comprising: compressing while heating in the first part, and then moving and cooling relative to the second part.
[0027]
(10) A plurality of molds having a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material, and molding materials filled in the mold from opposite directions to each other. A compression molding method in which a molding material is compression molded using a tool having an upper punch and a lower punch to be pressed,
A first step of filling a predetermined mold with a molding material at a feeding position, and a second step of moving the mold to a molding position and performing compression molding, A method of compression molding, comprising: heating at one part, then moving relative to the second part, compression molding, and cooling.
[0036]
1 to 5 are cross-sectional side views schematically showing examples of the compression molding apparatus of the present invention. In addition, the up-down direction in FIGS. 1-5 is demonstrated as an "axial direction."
[0037]
A compression molding apparatus 1 shown in these drawings is a compression molding apparatus for compressing a bonded magnet, and compresses a mold 2 for compression molding and a molding material 15 filled in the mold 2. A tool (punch).
[0038]
The mold 2 is composed of three parts along the axial direction. That is, the mold 2 includes a first portion 3 that can hold a first temperature, a second portion 5 that can hold a second temperature different from the first temperature, and a first portion 3. It is comprised with the heat insulation part 4 located between the 2nd parts 5. FIG. In the present embodiment, the first portion 3 is a heating portion that heats the molding material 15, and the second portion 5 is a cooling portion that cools the heated molding material 15.
[0039]
A molding space 21 is formed in the first portion 3, the heat insulating portion 4, and the second portion 5 of the mold 2 so as to pass through them. The molding space 21 has a shape corresponding to the shape of the molded body to be molded. In this embodiment, the molding space 21 has a cylindrical shape (solid). However, the shape of the molding space 21 (the shape of the molded body) is not limited to this, and for example, the cross section is semicircular, elliptical, triangular, quadrangular, hexagonal, or the like, cylindrical (hollow) ), Flat plate shape, curved plate shape, etc.
[0040]
The first portion 3 is provided with a heater 9 for heating it. In the illustrated configuration, a rod-shaped heater is used, but the configuration of the heater 9 is not limited to this. By the operation of the heater 9, the first portion 3 is heated to a predetermined temperature described later.
[0041]
In addition, a refrigerant pipe 10 is embedded in the second portion 5 in order to cool it. The refrigerant pipe 10 is supplied with a refrigerant such as water or air by a refrigerant supply means (not shown) and circulates. The second portion 5 is set (cooled) to a predetermined temperature, which will be described later, by the circulation of the refrigerant.
[0042]
The heat insulating portion 4 has a function of blocking heat transfer between the first portion 3 and the second portion 5, and is composed of, for example, ceramics, a resin sheet, an air gap, or a combination thereof. Yes. By providing such a heat insulation part 4, heat loss can be reduced and efficient heating and cooling can be performed.
[0043]
Unlike the illustration, a configuration in which a heating jig such as a heater or a cooling jig such as a refrigerant pipe is installed on the outer periphery of the mold 2 may be used.
[0044]
The tool (punch) 6 includes an upper punch 7 that pressurizes the molding material 15 from opposite directions and a lower punch 8. Each of the upper punch 7 and the lower punch 8 is configured to move relative to the mold 2 in the axial direction in the molding space 21. In this embodiment, the upper punch 7 and the lower punch 8 are configured to move in the axial direction by a driving mechanism (not shown) with respect to the mold 2 in which the movement in the axial direction is fixed.
[0045]
The outer diameters of the upper punch 7 and the lower punch 8 are set to be substantially equal to or slightly smaller than the inner diameter of the mold 2 (= the diameter of the molding space 21).
[0046]
In addition, pressurization surfaces 71 and 81 for pressurizing the molding material 15 are formed at respective end portions of the upper punch 7 and the lower punch 8. The pressure surfaces 71 and 81 and the inner peripheral surface of the molding space 21 regulate the shape of the molded body (columnar shape in this embodiment).
[0047]
The pressurizing surfaces 71 and 81 may be any of flat surfaces, surfaces that are curved as desired, surfaces having protrusions or depressions, and surfaces having grooves.
[0048]
The molding material 15 in the present embodiment is a composition (compound) for producing a bonded magnet. This composition is a mixture or kneaded product of magnet powder and binding resin (organic binder), or a granulated product obtained by granulating or sizing the mixture.
[0049]
Examples of the magnet powder include ferrite such as Ba ferrite and Sr ferrite, various types such as Sm-Co, R-TM-B (R is a rare earth element, TM is a transition metal), and Sm-Fe-N. Examples include rare earth magnet powders. The average particle size of the magnet powder is preferably about 0.5 to 100 μm, more preferably about 1 to 50 μm.
[0050]
As the binding resin, either a thermoplastic resin or a thermosetting resin may be used. Examples of the thermoplastic resin include polyolefin resins such as polyamide resin, aromatic polyester resin, polyphenylene sulfide resin, thermoplastic polyimide resin, polyethylene resin, polypropylene resin, and ethylene-vinyl acetate copolymer. Examples of the resin include an epoxy resin and a phenol resin.
[0051]
The content of the binder resin in the composition is not particularly limited, but is preferably about 1 to 10 wt%, more preferably about 1 to 8 wt%, and 1.5 to 5 wt%. More preferably, it is about. If the content of the binder resin is too large, the magnetic properties (particularly the maximum magnetic energy product) cannot be improved. Moreover, if there is too little content of binder resin, a moldability will fall.
[0052]
Moreover, antioxidant may be contained in the composition. The antioxidant may be any as long as it can prevent or suppress the oxidation of the magnet powder and the like. For example, amine compounds, amino acid compounds, nitrocarboxylic acids, hydrazine compounds, cyanide compounds, sulfides, etc. A chelating agent that forms a chelate compound with respect to the metal ions, particularly the Fe component, is preferably used.
[0053]
Furthermore, in order to make it easy to disperse the magnetic powder and the resin component and to improve the moldability of the kneaded product, plasticizers such as higher fatty acids and fatty acid salts, lubricants such as silicon oil and wax, and solids such as silica powder Molding aids such as lubricants and copolymers may be included.
[0054]
When kneading the magnetic powder, the binding resin, and preferably the antioxidant as described above, for example, a kneader such as a twin screw extrusion kneader, a roll kneader, or a kneader is used.
[0055]
This kneading is preferably performed at a temperature equal to or higher than the heat distortion temperature (measured by the method according to ASTM D648) of the binder resin to be used, more preferably at a temperature equal to or higher than the melting point of the binder resin to be used.
[0056]
In addition, the kneaded material can be granulated or sized to obtain a granular material having a predetermined particle size. The method of granulation or sizing is not particularly limited, but is preferably performed by pulverizing the kneaded product. This pulverization is performed using, for example, a ball mill, a vibration mill, a crusher, a jet mill, a pin mill, or the like.
[0057]
The average particle size of the granular material is not particularly limited, but is preferably about 10 μm to 3 mm, more preferably about 20 μm to 2 mm, and further preferably about 50 μm to 1.5 mm. When the average particle size of the granular material is 3 mm or more, when the size of the bonded magnet to be molded is small, that is, when the size of the molding space 21 of the mold 2 is small, the filling amount of the granular material into the mold 2 is delicate. Therefore, it is difficult to adjust the size of the bonded magnet and the quantitative property is inferior, so that the dimensional accuracy of the bonded magnet cannot be improved. On the other hand, a granular material having an average particle size of less than 10 μm may be difficult to manufacture (granulation) or may be troublesome. If the average particle size is too small, the porosity of the obtained bonded magnet increases. Show the trend.
[0058]
Such a granular material may have a certain degree of variation in particle size, but preferably has a uniform particle size. Thereby, the dispersion | variation in filling to the metal mold | die 2 reduces, and the bonded magnet with a low porosity and high dimensional accuracy is obtained.
[0059]
Next, a first compression molding method using the compression molding apparatus 1 will be described with reference to FIGS. Hereinafter, the molding material 15 filled in the mold 2 will be described using the granular material as a representative example.
[0060]
<A-1> As shown in FIG. 1, the upper punch 7 is raised and separated from the molding space 21. Further, the lower punch 8 is moved so that the pressing surface 81 is positioned in the first portion 3.
[0061]
<A-2> As shown in FIG. 2, a predetermined amount of the molding material 15 is filled (supplied) into the molding space 21. At this time, weighing and filling of the molding material 15 may be performed by a grinding method so that the upper surface of the molding material 15 coincides with the upper end opening of the molding space 21 (with a constant volume), but a quantitative feeder (not shown) The molding material 15 is preferably quantified and filled using Thereby, the precision of the filling amount of the molding material 15 increases, and the dimensional precision of the obtained bonded magnet improves.
[0062]
Examples of the quantitative feeder include those equipped with an electronic balance and a load cell. For example, JP-A-62-211518, JP-A-62-211519, JP-A-62-231121, JP-A-62-235115, JP-A-63-47216, JP-A-63-98523, JP-A-63-252816, JP-A-3-88614, JP-A-7-291203 Can be used.
[0063]
<A-3> As shown in FIG. 3, the upper punch 7 is lowered, and the molding material 15 is compression-molded between the pressing surface 71 and the pressing surface 81 of the lower punch 8.
[0064]
At this time, the first portion 3 of the mold 2 is heated to a desired temperature (first temperature) by the operation of the heater 9. Thereby, the molding material 15 is warm-molded. For example, the first temperature is set as follows.
[0065]
When the filled molding material 15 contains a thermoplastic resin as a binder resin, the temperature is set to a temperature at which the thermoplastic resin is softened or melted.
[0066]
More specifically, the temperature is preferably equal to or higher than the heat deformation temperature of the thermoplastic resin to be used, and more preferably higher than the melting point of the thermoplastic resin to be used, from the melting point to (melting point + 200) ° C. More preferably, the temperature is set to a predetermined temperature in a range of from about the melting point to about (melting point + 150) ° C.
[0067]
For example, when the thermoplastic resin to be used is a polyamide resin (melting point: 178 ° C.), a particularly preferable material temperature (first temperature) at the time of molding is about 180 to 350 ° C.
[0068]
In addition, when the filled molding material 15 includes a thermosetting resin as a binding resin, the temperature is set such that the thermosetting resin is in a softened or molten state and is not completely cured within the molding time.
[0069]
More specifically, the melting temperature of the thermosetting resin to be used is preferably (melting temperature + 200) ° C., more preferably melting temperature to (melting temperature + 150) ° C.
[0070]
For example, when the thermosetting resin to be used is an epoxy resin having a melting temperature of 60 ° C. and a curing condition of 200 ° C. for 1 hour, a particularly preferable material temperature (first temperature) during molding is about 60 to 260 ° C. The
[0071]
By molding at the first temperature as described above, the fluidity of the molding material 15 in the mold 2 (in the first portion 3) is improved. Shapes with thin portions such as cylindrical (ring), flat plate, curved plate, etc., small ones, long ones, low porosity, high mechanical strength, good and stable shape, Can be mass-produced with dimensions.
[0072]
The molding pressure in the compression molding in this step is preferably 60 kgf / mm. ² Or less, more preferably 2 to 50 kgf / mm ² Degree, more preferably 5-40 kgf / mm ² It is said to be about. In the present invention, since the molding is performed at the first temperature as described above, a bond magnet having the advantages as described above can be molded (shaped) even with such a relatively low molding pressure.
[0073]
Further, the compression molding may be performed either in a magnetic field (for example, an orientation magnetic field of 5 to 20 kOe and an orientation direction of any of longitudinal, lateral, and radial directions) or in a non-magnetic field. These are appropriately selected according to conditions such as the composition and characteristics of the magnet powder.
[0074]
<A-4> As shown in FIG. 4, the upper punch 7 and the lower punch 8 are lowered (moved) so that the molding material (molded body) 15 is positioned in the second portion 5.
[0075]
At this time, the second portion 5 is cooled to a desired temperature (second temperature) lower than the first temperature by the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 10. Thereby, the molding material 15 is cooled.
[0076]
Further, the movement of the upper punch 7 and the lower punch 8 is performed while maintaining the pressure state of the molding material 15 by them, that is, while maintaining the molding pressure applied to the molding material 15 within the above range. preferable. Hereinafter, this is referred to as “cooling under pressure”.
[0077]
By performing such cooling under pressure, since the molded body maintains the low porosity state during compression molding, a bonded magnet having low porosity, high dimensional accuracy, and excellent magnetic properties can be obtained.
[0078]
The second temperature (decompression temperature) is preferably as low as possible for reducing the porosity and improving the dimensional accuracy of the obtained bonded magnet.
[0079]
That is, when the molding material 15 includes a thermoplastic resin as the binder resin, the second temperature is preferably a melting point of the thermoplastic resin to be used or a temperature lower than that, and the thermal deformation temperature (softening point) of the thermoplastic resin to be used. ) Or lower temperature is more preferable.
[0080]
In addition, when the molding material 15 includes a thermosetting resin as a binding resin and a curing process is performed in a subsequent process, the second temperature is preferably a melting temperature of the thermosetting resin or lower.
[0081]
In addition, the difference between the first temperature and the second temperature is preferably 20 ° C. or higher, and more preferably 50 ° C. or higher. The greater the temperature difference, the greater the effect of reducing the porosity and improving the dimensional accuracy of the obtained bonded magnet.
[0082]
When the content of the magnet powder is relatively large, it is easy to obtain a bonded magnet having a low porosity even if the second temperature is set higher. Therefore, for example, when the content of the magnet powder in the molding material 15 is 94 wt% or more, for example, the second temperature is set to a temperature near the melting point of the binder resin (thermoplastic resin) used or a temperature equal to or higher than the melting point (˜ Porosity can be lowered even when the melting point is about + 10 ° C.
[0083]
In addition, cooling under pressure may be performed after the pressure at the time of compression molding is once released or relaxed. However, the process is simplified without releasing the pressure at the time of compression molding. It is preferable for improving the dimensional accuracy.
[0084]
Further, the pressure during cooling under pressure may be constant or may vary, but it is preferable that the pressure is kept constant at least up to the melting point (particularly the heat distortion temperature) of the binder resin to be used. When the pressure during cooling under pressure changes, for example, a pattern in which the pressure increases or decreases continuously or stepwise may be included.
[0085]
Further, the pressure during cooling under pressure (the average pressure when the pressure changes with time) is preferably equal to or lower than the molding pressure during compression molding.
[0086]
In the present invention, it goes without saying that after cooling under pressure (after depressurization), the upper punch 7 may be raised and the cooling may be continued under no pressure (under normal pressure). Moreover, after cooling under non-pressurization, cooling under pressure may be performed again.
[0087]
The cooling rate during such cooling, particularly cooling under pressure (the average value when the cooling rate changes with time) is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 100 ° C./second. It is more preferably ˜80 ° C./second. If the cooling rate is too high, fine shrinkage may occur inside the molded body due to rapid shrinkage associated with cooling, leading to a decrease in mechanical strength. Also, internal stress increases due to cooling, and the mold 2 When removing material from the steel, strain and deformation due to stress relaxation may occur, resulting in a reduction in dimensional accuracy. On the other hand, if the cooling rate is too slow, the cycle time of molding increases and productivity decreases.
[0088]
<A-5> The bonded magnet molded body obtained as described above is taken out from the mold 2 (material removal). That is, as shown in FIG. 5, the upper punch 7, the magnet molded body 16, and the lower punch 8 are lowered as they are, and the molded body 16 is discharged from the molding space 21 to below the mold 2. At this time, it is preferable that the lower punch 8 does not press the compact 16.
[0089]
When the molded body 16 comes out of the mold 2, the upper punch 7 is raised and separated from the molded body 16. By removing and pressing the molded body 16 on the pressure surface 81 of the lower punch 8 in the lateral direction (arrow direction in the drawing), the material of the molded body 16 is removed.
[0090]
After this material removal, the lower punch 8 is raised and returned to its original position (position shown in FIG. 1).
[0091]
Thus, by removing the material from the lower one of the first part 3 and the second part 5, the molded body 16 is not heated again and deformed, which contributes to the improvement of dimensional accuracy. .
[0092]
Needless to say, the material removal of the molded body 16 may be performed by moving the lower punch 8 upward in the figure of the mold 2.
[0093]
<A-6> When a thermosetting resin is used as the binding resin, the removed molded body 16 is subjected to a treatment (curing) for curing the uncured thermosetting resin. This process is performed by heat-treating the molded body 16 at a predetermined temperature and time at which the thermosetting resin can be cured.
[0094]
Next, a second compression molding method using the compression molding apparatus 1 will be described focusing on differences from the first compression molding method.
[0095]
<A′-1> Same as <A-1> above.
[0096]
<A′-2> As in the case of <A-1>, a predetermined amount of the molding material 15 is filled (supplied) into the molding space 21. At this time, the first portion 3 of the mold 2 is heated to a desired temperature (first temperature) by the operation of the heater 9. Thereby, the filled molding material 15 is heated to a desired temperature (first temperature).
[0097]
<A′-3> The lower punch 8 is lowered (moved), and the heated uncompressed molding material 15 is positioned in the second portion 5.
[0098]
Next, as in the above <A-3>, the upper punch 7 is lowered, and the molding material 15 is compression molded in a magnetic field or in a non-magnetic field. The molding material 15 has already been heated to the first temperature in the previous step, and thus warm molding is performed.
[0099]
<A′-4> Before and after the compression molding, the refrigerant is supplied to the refrigerant pipe 10 and the second portion 5 is cooled. Thereby, the molding material 15 is cooled to a desired temperature (second temperature).
[0100]
At this time, the cooling is preferably performed under pressure, that is, with the upper punch 7 and the lower punch 8 maintaining the pressure state of the molding material 15.
[0101]
<A′-5> Same as <A-5> above.
[0102]
<A'-6> Same as <A-6> above.
[0103]
According to the apparatus and method of the present invention as described above, the molding material 15 is moved between the first portion 3 and the second portion 5 having different temperatures, so that the molding material 15 can be warm-formed and cooled. Since it can carry out continuously in the same metal mold | die 2, shaping | molding is easy and the cycle time of shaping | molding is short, Therefore, productivity improves significantly.
[0104]
FIG. 6 is a plan view showing another embodiment of the compression molding apparatus of the present invention, and FIGS. 7 to 13 are sectional side views showing a state where the compression molding apparatus shown in FIG. 6 is developed. In addition, the up-down direction in FIGS. 7-13 is demonstrated as an "axial direction."
[0105]
A compression molding apparatus 11 shown in these drawings is a compression molding apparatus for compression molding a bonded magnet. Hereinafter, the configuration of the compression molding apparatus 11 will be described focusing on the differences from the compression molding apparatus 1.
[0106]
The compression molding apparatus 11 includes a disk-shaped support base 12, a plurality (three in this embodiment) of molds 2a, 2b, and 2c installed on the support base 12, and the molds 2a, 2b, And a tool (punch) 6 for compressing the molding material 15 filled in 2c.
[0107]
The support base 12 is configured to rotate, for example, counterclockwise in FIG.
[0108]
Each mold 2a, 2b, 2c has the same configuration as the mold 2 described above. That is, in the molds 2 a, 2 b, and 2 c, the first portion 3 and the second portion 5 are arranged in the axial direction through the heat insulating portion 4, respectively. Heated to the first temperature, the second portion 5 is cooled to the second temperature by the refrigerant flowing in the refrigerant pipe 10.
[0109]
In addition, adjacent molds among the molds 2a, 2b, and 2c are connected by a connecting member 14, and the positional relationship between the molds 2a, 2b, and 2c is fixed.
[0110]
In addition, if the positional relationship of the metal mold | dies 2a-2c is fixed, such a connection member 14 is not necessarily required.
[0111]
The tool (punch) 6 includes one upper punch 7 and three lower punches 8a, 8b, and 8c inserted into the molding spaces 21 of the molds 2a, 2b, and 2c, respectively. The lower punches 8a, 8b, and 8c are the same as the lower punch 8, respectively.
[0112]
The center axis of the upper punch 7 is located on the locus of the center axis of the molding space 21 that is generated when the molds 2a, 2b, 2c mounted on the support base 12 rotate about the rotation shaft 13. In place. In this case, the upper punch 7 can only move in the axial direction.
[0113]
6 to 10 show a state in which the molding space 21 of the mold 2b is located directly below the upper punch 7. In FIGS. 11 to 13, the support base 12 is 120 ° counterclockwise in FIG. A state is shown in which the molding space 21 of the mold 2a is positioned just below the upper punch 7 by rotating.
[0114]
The position of the mold 2a in FIGS. 6 to 10 is a supply position 17 where the molding material 15 is filled into the molding space 21 of the mold, and the position of the mold 2b in FIG. Molding position 18. Further, the position of the mold 2c in the figure is a material removal position 19 where material removal of the compression molded body 16 is performed. The molds 2a, 2b, and 2c can be sequentially moved to the feed position 17, the molding position 18, and the material removal position 19 by the rotation of the support base 12 in the counterclockwise direction in FIG.
[0115]
In the compression molding apparatus 11, the number of molds installed may be two or four or more. In the present embodiment, each mold is rotated and moved. However, for example, a configuration in which the mold is moved linearly by a transfer device such as a conveyor may be used.
[0116]
Next, a third compression molding method using the compression molding apparatus 11 will be described with reference to FIGS.
[0117]
<B-1> As shown in FIGS. 6 and 7, the upper punch 7 is raised, and the support base 12 is placed so that the molding space 21 of the mold 2 b is positioned directly below the upper punch 7 (molding position 18). Rotate. Further, the lower punches 8a, 8b, 8c are moved so that their pressing surfaces 81 are positioned in the first portions 3 of the respective molds 2a, 2b, 2c.
[0118]
The mold 2b is preferably prefilled (supplied) with the molding material 15 by the quantitative feeder described above.
[0119]
<B-2> As shown in FIG. 8, the upper punch 7 is lowered, and the molding material 15 is compression-molded between the pressing surface 71 and the pressing surface 81 of the lower punch 8b.
[0120]
At this time, the operation of the heater 9 heats the first portion 3 of the mold 2b to the first temperature as described above. Thereby, the molding material 15 is warm-molded.
[0121]
Further, the molding pressure at this time and the molding setting in a magnetic field or no magnetic field are the same as described above.
[0122]
<B-3> As shown in FIG. 9, the upper punch 7 and the lower punch 8b are lowered (moved) so that the molding material (molded body) 15 is positioned in the second portion 5 of the mold 2b.
[0123]
At this time, the second portion 5 of the mold 2b is cooled to the second temperature by the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 10. Thereby, the molding material 15 is cooled. This cooling is preferably the above-described cooling under pressure.
[0124]
The preferable cooling rate at the time of such cooling, particularly cooling under pressure is the same as described above.
[0125]
<B-4> Filling (feeding) the molding material 15 in the same manner as described above to the mold 2a at the material supply position 17, overlapping with the step <B-2> and / or the step <B-3>. Material).
[0126]
The supply of material to the mold 2a corresponds to a preparation step for the next compression molding, but this supply is performed in time overlap with at least one of the steps <B-2> and <B-3>. As a result, the manufacturing time can be shortened as a whole, which contributes to the improvement of productivity.
[0127]
<B-5> As shown in FIG. 10, the upper punch 7 is raised and separated from the molding space 21 of the mold 2 b.
[0128]
<B-6> The support 12 is rotated by 120 ° counterclockwise in FIG. 6 and the molds 2a, 2b, 2c that have been located at the feeding position 17, the molding position 18 and the material removal position 19 until then. Are moved to the forming position 18, the material removal position 19 and the material supply position 17. As a result, the state shown in FIG. 11 is obtained.
[0129]
<B-7> As shown in FIG. 12, the upper punch 7 is lowered, and the molding material 15 in the mold 2a is compression-molded between the pressing surface 71 and the pressing surface 81 of the lower punch 8a.
[0130]
At this time, the operation of the heater 9 heats the first portion 3 of the mold 2a to the first temperature as described above. Thereby, the molding material 15 is warm-molded.
[0131]
Further, the molding pressure at this time and the molding setting in a magnetic field or no magnetic field are the same as described above.
[0132]
<B-8> As shown in FIG. 13, the upper punch 7 and the lower punch 8a are lowered (moved) so that the molding material (molded body) 15 is positioned in the second portion 5 of the mold 2a.
[0133]
At this time, the second portion 5 of the mold 2a is cooled to the second temperature by the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 10. Thereby, the molding material 15 is cooled. This cooling is preferably the above-described cooling under pressure.
[0134]
The preferable cooling rate at the time of such cooling, particularly cooling under pressure is the same as described above.
[0135]
<B-9> Filling (feeding) the molding material 15 in the same manner as described above to the mold 2c at the material supply position 17, overlapping with the step <B-7> and / or the step <B-8>. Material).
[0136]
The material supply to the mold 2c corresponds to a preparation step for the next compression molding, but this material supply is performed in a time-overlapping manner with at least one of the steps <B-7> and <B-8>. As a result, the manufacturing time can be shortened as a whole, which contributes to the improvement of productivity.
[0137]
<B-10> The molded body 16 in the molding space 21 with respect to the mold 2b at the material removal position 19 overlapping with the step <B-7> (or may be the step <B-8>). Remove material. That is, as shown in FIG. 12, the lower punch 8b in the mold 2b is lowered, the molded body 16 is discharged from the molding space 21, and then the exposed molded body 16 is pressed and moved in the lateral direction. The material of the molded body 16 is removed.
[0138]
In this way, by removing the material from the lower one of the first portion 3 and the second portion 5, the molded body 16 is not heated and deformed, which contributes to improvement in dimensional accuracy. .
[0139]
Needless to say, the material removal of the molded body 16 may be performed by moving the lower punch 8b upward in the figure of the mold 2b.
[0140]
As described above, the material removal from the mold 2b is performed in a time-overlapping manner with the process <B-7> (or the process <B-8>), so that the manufacturing time can be reduced as a whole. Contributes to productivity improvement.
[0141]
After the material removal, the lower punch 8b is returned to the original position (position shown in FIG. 13) for the next molding.
[0142]
<B-11> When a thermosetting resin is used as the binding resin, the removed molded body 16 is subjected to a treatment (curing) for curing the uncured thermosetting resin. This process is performed by heat-treating the molded body 16 at a predetermined temperature and time at which the thermosetting resin can be cured.
[0143]
<B-12> Thereafter, the support base 12 is rotated by 120 ° in the counterclockwise direction in FIG. 6, and with respect to the mold fed to the next position, the steps <B-5> to <B-11> are performed. By repeatedly performing the same process, a bonded magnet molded body can be continuously produced.
[0144]
Next, a fourth compression molding method using the compression molding apparatus 11 will be described focusing on differences from the third compression molding method. In the fourth compression molding method, the relationship of the second compression molding method with respect to the first compression molding method is similarly applied to the third compression molding method.
[0145]
That is, when the material is supplied to the mold in <B-1>, <B-4>, and <B-9>, the first portion 3 of the mold is heated and filled by the operation of the heater 9. The obtained molding material 15 is heated to a desired temperature (first temperature).
[0146]
Next, the lower punch is moved down to move the heated molding material 15 to the second portion 5 in an uncompressed state, and subsequently, the upper punch is moved down to move the molding material 15 to the second portion. In step 5, compression molding is performed. Before and after this, the refrigerant is supplied to the refrigerant pipe 10, the second portion 5 is cooled, and the molding material 15 is cooled to a desired temperature (second temperature), preferably under pressure.
[0147]
Others are the same as those of the third compression molding method.
[0148]
According to the apparatus and method of the present invention as described above, the molding material 15 is moved between the first portion 3 and the second portion 5 having different temperatures, so that the molding material 15 can be warm-formed and cooled. Since it can carry out continuously in the same metal mold | die 2, shaping | molding is easy and the cycle time of shaping | molding is short, Therefore, productivity improves significantly. In particular, productivity is significantly improved by using a plurality of molds and performing different processes in parallel on them.
[0149]
Moreover, in the apparatus and method of the present invention, a bonded magnet having the following excellent characteristics can be manufactured. That is, the porosity of the bonded magnet is low, preferably 4.5% (vol%) or less, more preferably 3.5% or less, and even more preferably 2.0% or less. Thus, since the porosity is low (= high density), the mechanical strength is high, the corrosion resistance is excellent, the dimensional accuracy is high, the dimensional variation is small even in mass production, and the dimensional stability is excellent. ing.
[0150]
Furthermore, the bonded magnet manufactured by the apparatus and method of the present invention is excellent in magnetic properties, in particular, from the composition of the magnet powder, the content of the magnet powder, etc., even if it is an isotropic magnet, Excellent magnetic properties.
[0151]
As mentioned above, although the compression molding apparatus and compression molding method of this invention were demonstrated based on each Example shown to an accompanying drawing, this invention is not limited to these.
[0152]
In the illustrated embodiment, warm molding-cooling is performed in one mold, but the present invention is not limited to this, and the following steps may be performed in the mold.
[0153]
・ Warm forming at high temperature-heat treatment at low temperature
・ Warm forming at high temperature-Heat treatment at low temperature-Room temperature
・ Warm forming at high temperature-Warm forming at low temperature-Cooling
・ Resin curing by warm molding-cooling-heating
・ Warm molding-Resin curing by heating (higher temperature)
・ Cold forming-Resin curing by heating
・ Cold or warm molding-resin curing by heating-cooling
・ Heat treatment at high temperature-Warm forming at low temperature-Cooling
・ Cold pressurization-Heat treatment at high temperature-Warm forming at low temperature-Cooling
・ Cold pressurization-Warm forming at high temperature-Cooling
・ Cold pressure-Warm molding at high temperature-Resin curing by heating
In the apparatus of the present invention, the first portion 3 and the second portion 5 may be turned upside down in the drawing.
[0154]
In the illustrated configuration, the mold has a three-layer configuration including the first portion 3, the heat insulating portion 4, and the second portion 5. However, the configuration is not limited to this, and may be a four-layer configuration or more. In this case, for example, a portion (cooling unit) that applies a temperature lower than the first temperature can be provided on the first portion 3 as the third portion.
[0155]
In addition, the present invention can be applied to other than the production of bonded magnets, such as the production of a dust magnet, the production of a molded body subjected to firing and sintering, and the production of a resin molded body.
[0156]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a high-quality molded article can be manufactured easily and in a short time, and thus contributes to an improvement in productivity.
[0157]
In particular, when applied to the manufacture of bonded magnets, bonded magnets with high mechanical strength, excellent magnetic properties, and high dimensional accuracy can be manufactured with high manufacturing efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional side view schematically showing an embodiment of a compression molding apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a sectional side view schematically showing an embodiment of the compression molding apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a sectional side view schematically showing an embodiment of the compression molding apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional side view schematically showing an embodiment of the compression molding apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a sectional side view schematically showing an embodiment of the compression molding apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing another embodiment of the compression molding apparatus of the present invention.
7 is a cross-sectional side view showing a state where the compression molding apparatus shown in FIG. 6 is developed.
8 is a sectional side view showing a state where the compression molding apparatus shown in FIG. 6 is developed.
9 is a cross-sectional side view showing a state in which the compression molding apparatus shown in FIG. 6 is developed.
10 is a sectional side view showing a state where the compression molding apparatus shown in FIG. 6 is developed.
11 is a cross-sectional side view showing a state where the compression molding apparatus shown in FIG. 6 is developed.
12 is a cross-sectional side view showing a state where the compression molding apparatus shown in FIG. 6 is developed.
13 is a cross-sectional side view showing a state in which the compression molding apparatus shown in FIG. 6 is developed.
[Explanation of symbols]
1 Compression molding equipment
2 Mold
2a, 2b, 2c mold
21 Molding space
3 First part
4 Insulation part
5 Second part
6 tools
7 Top punch
71 Pressure surface
8 Lower punch
8a, 8b, 8c Lower punch
81 Pressurized surface
9 Heater
10 Refrigerant pipe
11 Compression molding equipment
12 Support stand
13 Rotating shaft
14 Connecting members
15 Molding material
16 Molded body
17 Feeding position
18 Molding position
19 Material removal position

Claims

A compression molding die, and a tool having an upper punch and a lower punch that pressurize the molding material filled in the die from opposite directions, and the tool is relative to the die. A compression molding device configured to be movable
The mold has a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material, and the first part and the second part are A compression molding apparatus, wherein the compression molding apparatus is disposed along a relative movement direction of a tool and the mold.

A plurality of compression molds, and a tool including an upper punch and a lower punch that pressurize the molding material filled in the mold from opposite directions, and the tool is attached to the mold. A compression molding device configured to be movable relative to the compression molding device;
Each mold has a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material, and the first part and the second part, Are arranged along the direction of relative movement between the tool and the mold, and each of the molds is supplied with a molding material into the mold, and a compression molding is performed by the tool. A compression molding apparatus configured to be able to move a molding position to be performed.

The compression molding apparatus according to claim 2, wherein one of the tools is installed at the molding position and the other moves together with the mold.

The compression molding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first portion and the second portion are disposed via a heat insulating portion.

A mold having a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material, and an upper punch for pressing the molding material filled in the mold from opposite directions to each other; A compression molding method for compression molding a molding material using a tool provided with a lower punch,
A compression molding method, wherein the molding material is compressed while being heated in the first portion, and then is moved relative to the second portion to be cooled.

A mold having a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material, and an upper punch for pressing the molding material filled in the mold from opposite directions to each other; A compression molding method for compression molding a molding material using a tool provided with a lower punch,
A compression molding method, comprising: heating a molding material in the first portion, then moving the molding material relatively to the second portion to perform compression molding and cooling.

The compression molding method according to claim 5 or 6, wherein the cooling is performed while maintaining a pressurized state by the tool.

The compression molding method according to claim 5, wherein a difference in material temperature between the first portion and the second portion is 20 ° C. or more.

A plurality of molds having a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material; and pressing the molding material filled in the mold from opposite directions to each other. A compression molding method in which a molding material is compression molded using a tool having a punch and a lower punch,
A first step of filling a predetermined mold with a molding material at a feeding position, and a second step of moving the mold to a molding position and performing compression molding, A compression molding method comprising: compressing while heating in the first part, and then moving and cooling relative to the second part.

A plurality of molds having a first part for heating the molding material and a second part for cooling the heated molding material; and pressing the molding material filled in the mold from opposite directions to each other. A compression molding method in which a molding material is compression molded using a tool having a punch and a lower punch,
A first step of filling a predetermined mold with a molding material at a feeding position, and a second step of moving the mold to a molding position and performing compression molding, A method of compression molding, comprising: heating at one part, then moving relative to the second part, compression molding, and cooling.