JP5294158B2 - 磁場押出成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁場押出成形装置に関し、特に、成形体を押し出した後に磁場配向を行う磁場押出成形装置に関する。

従来から、磁石粉末材料および溶剤等からなる押出材料を押し出しながら磁場配向を行い、成形体を成形する磁場押出成形装置が提案されている。例えば、押出金型の押出口付近が磁性ヨークにより構成された磁場押出成形装置が提案されている（特許文献１参照）。

そして、特許文献１の磁場押出成形装置では、押出材料が押出口を形成する磁性ヨークから押し出される際に、押出材料に所望の方向の磁場が印加され、成形体が成形されるように構成されている。

特開２００２−８３７２６号公報

しかし従来の磁場押出成形装置では、押出口において磁場を印加する構成であるため、強い磁場を印加しながら押し出そうとしても、磁場の影響によりうまく押し出されず押出材料が詰まってしまうことがあった。さらに、押出口を形成する磁性ヨークから発生している漏れ磁力の影響で、押出直後に成形体が変形してしまうことがあった。

そこで、本発明は、スムーズに押出材料を押し出すことができ、良好な磁場配向を有する成形体を製造可能な磁場押出成形装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、押出口が形成された押出金型と、少なくとも磁石材料および溶媒を有する押出材料を押出金型へ供給する供給手段とを有し、押出材料を押出口から押出して成形体を成形する押出成形機と、押出成形機から離間して設けられ、成形体に対し磁場を印加する第１の磁場配向手段と、第１の磁場配向手段により磁場配向された成形体を仮乾燥する仮乾燥手段と、仮乾燥された成形体に対し磁場を印加する第２の磁場配向手段と、成形体を第１の磁場配向手段、仮乾燥手段、および第２の磁場配向手段の順に搬送する搬送手段とを備え、第２の磁場配向手段の磁場の強度は、第１の磁場配向手段の磁場の強度よりも強い磁場押出成形装置を提供している。

かかる構成によれば、押出材料が押出金型から押し出される過程において、押出材料に対し磁場を印加しないので、押出材料が詰まることなくスムーズに押し出すことができ、また漏れ磁力の影響で成形体が変形するのを防止することができる。さらに、第１の磁場配向手段において、成形体を構成する磁石粉末材料の粒子の配向をそろえ、仮乾燥手段において成形体を仮乾燥して強度を向上させた後に、第２の磁場配向手段において第１の磁場配向部で発生される磁場よりも強い磁場を成形体に印加するので、良好な磁場配向を有する成形体を製造することができる

ここで、押出成形機は、間欠的に押出動作を行い、搬送手段は、間欠的な押出動作に応じて成形体を搬送し、第１の磁場配向手段および第２の磁場配向手段は、成形体が静止した状態で、成形体に対し磁場を印加し、成形体は、搬送時には、第１の磁場配向手段および第２の磁場配向手段による磁場の印加から開放されていること好ましい。

かかる構成によれば、搬送状態にある成形体に対し磁場を印加する場合と比較して、磁気配向が乱れることなく、成形体に対して良好な磁気配向を実現することができる。

更に、第１の磁場配向手段により磁場配向された成形体を成形する二次成形手段をさらに備え、仮乾燥手段は、二次成形手段により成形された成形体を仮乾燥し、第２の磁場配向手段は、二次成形手段により成形された成形体の成形後の形状に沿って磁場を印加することが好ましい。

かかる構成によれば、二次成形により成形体の磁場配向が乱れたとしても、第２の磁場配向手段で修正し、良好な磁場配向を有する成形体を製造することができる。

本発明の磁場押出成形装置によれば、スムーズに押出材料を押し出すことができ、良好な磁場配向を有する成形体を製造することができる。

本発明の実施の形態における磁場押出成形装置の概略図。

本発明の磁場押出成形装置の実施の形態について図１に基づき説明する。図１に示すように、磁場押出成形装置１は、押出成形部２、搬送部３、第１磁場配向部４、二次形成部５、仮乾燥部６、および第２磁場配向部７を備えている。

押出成形部２は、押出金型２Ａと、材料供給部２Ｂとを備えている。押出金型２Ａには、押出口２ｃが形成され、押出金型２Ａは、押出パンチ２Ｄを備えている。押出口２ｃは、略矩形状をなしている。材料供給部２Ｂは、押出金型２Ａ内へ押出材料２Ｅを供給可能に構成されている。押出材料２Ｅは、磁石粉末材料（例えば、フェライト、希土類金属）、溶剤（例えば、水）、結合剤、および、可塑剤の混合物から構成されている。押出金型２Ａ内の押出材料２Ｅは、押出パンチ２Ｄにより押出口２ｃから間欠的に押し出されるように構成されている。すなわち、押出材料２Ｅが押出金型２Ａから所定量押し出されると、押出パンチ２Ｄが停止する。そして、押出金型２Ａから押し出された成形体８は、略平板状をなし可撓性を有している。なお、本実施の形態で示す押出成形部２はプランジャ式の押出機であるが、スクリュー式の押出機でもよく、このような構成であっても同様の成形体８を成形可能であり、本発明の効果を実現することができる。

搬送部３は、複数の吸着パッド３Ａを備え、吸着パッド３Ａにより成形体８を吸着して成形体８を搬送する吸着ハンドであり、押出成形部２、第１磁場配向部４、二次形成部５、仮乾燥部６、および第２磁場配向部７のそれぞれの間において成形体８を搬送可能に構成されている。

第１磁場配向部４は、押出成形部２から離間した位置に配置され、第１磁場発生部４Ａおよび第２磁場発生部４Ｂを備えている。第１および第２磁場発生部４Ａ、４Ｂは、上下方向において互いに対向するように配置されている。また、第１磁場発生部４Ａは、図示せぬ移動機構により上下方向に沿って、第２磁場発生部４Ｂに対し近接および離間可能に構成されている。第１および第２磁場発生部４Ａ、４Ｂは、それぞれ図示せぬコイルを備え、当該コイルに電流を流すことにより、矢印４Ｃで示す方向に磁場を発生する。

二次成形部５は、第１成形金型５Ａおよび第２成形金型５Ｂを備えている。第１成形金型５Ａおよび第２成形金型５Ｂは、それぞれ断面視略長方形状をなし、上下方向において互いに対向するように配置されている。また、第１成形金型５Ａは、図示せぬ移動機構により上下方向に沿って、第２成形金型５Ｂに対し近接および離間可能に構成されている。第１成形金型５Ａは、第２成形金型５Ｂに対向する下面５Ｃを有し、下面５Ｃには、断面視略半円状の凹部５ｄが形成されている。第２成形金型５Ｂは、第１成形金型５Ａに対向する上面５Ｅを有し、上面５Ｅには、断面視略半円状の凸部５Ｆが設けられている。そして、第１成形金型５Ａが第２成形金型５Ｂに対し近接し、下面５Ｃと上面５Ｅとが当接することによって、第１成形金型５Ａと第２成形金型５Ｂとの間に略半円筒状の空間（キャビティ）が画成されるように構成されている。

仮乾燥部６は、第１温風発生部６Ａおよび第２温風発生部６Ｂを備え、それらは上下方向において、成形体８を介して互いに対向するように配置され、お互いに向かって温風６Ｃ、６Ｄを発生するように構成されている。

第２磁場配向部７は、第３磁場発生部７Ａおよび第４磁場発生部７Ｂを備えている。第３および第４磁場発生部７Ａ、７Ｂは、上下方向において互いに対向するように配置されている。また、第３磁場発生部７Ａは、図示せぬ移動機構により上下方向に沿って、第４磁場発生部７Ｂに対し近接および離間可能に構成されている。第３磁場発生部７Ａは、第１成形金型５Ａとほぼ同様の形状をなしている。よって、第３磁場発生部７Ａの下面７Ｃには、断面視略半円状の凹部７ｄが形成されている。第４磁場発生部７Ｂは、断面視略半円状の凸部７Ｅを備えている。また、第３および第４磁場発生部７Ａ、７Ｂは、それぞれコイルを備え、コイルに電流を流すことにより、矢印７Ｆで示すように、第４磁場発生部７Ｂから第３磁場発生部７Ａに向かって放射状に磁場を発生する。そして、第２磁場配向部７は、第１磁場配向部４で発生する磁場よりも強い磁場を発生可能に構成されている。

次に、成形体８を形成し、成形体８に対し着磁する方法について説明する。始めに、押出材料２Ｅが充填された押出金型２Ａにおいて、押出パンチ２Ｄを所定ストローク動かし、押出材料２Ｅを押出口２ｃから所定量押し出す。これにより、略平板状の成形体８が成形される。また、押出材料２Ｅが押出口２ｃから所定量押し出された時点で、押出パンチ２Ｄは停止される。

次に、搬送部３が、吸着パッド３Ａにより成形体８を吸着した状態で、成形体８を第１磁場配向部４まで搬送し、成形体８が第２磁場発生部４Ｂ上に載置される。成形体８が第２磁場発生部４Ｂ上に載置される時点で、第１および第２磁場発生部４Ａ、４Ｂの図示せぬコイルに対する電流はＯＦＦ状態である。そして、第１磁場発生部４Ａが、成形体８に対し近接するように下降し、第１磁場発生部４Ａと第２磁場発生部４Ｂとで成形体８を挟む。この状態で、第１および第２磁場発生部４Ａ、４Ｂの図示せぬコイルに電流を流し、矢印４Ｃで示す方向に磁場を発生し、成形体８に対し磁場を印加する。これにより、成形体８を構成する磁石粉末材料の粒子の配向が磁場の方向にそろえられる。なお、磁場の強度は、溶剤を十分に含んだ成形体８を変形させない程度の強さに設定されている。そして、第１および第２磁場発生部４Ａ、４Ｂの図示せぬコイルに対する電流をＯＦＦにし、第１磁場発生部４Ａが上昇し成形体８から離間する。

次に、第１磁場配向部４による磁場配向後の成形体８を、搬送部３により第１磁場配向部４から二次成形部５へ搬送する。二次成形部５において、成形体８は、第２成形金型５Ｂの凸部５Ｆ上に載置される。そして、第１成形金型５Ａが第２成形金型５Ｂへ向かって下降し、成形体８を変形させながら、第１成形金型５Ａの下面５Ｃと第２成形金型５Ｂの上面５Ｅとが当接する。この当接状態において、上述のように第１成形金型５Ａと第２成形金型５Ｂとの間には、凹部５ｄと凸部５Ｆとにより略半円筒状の空間が画成される。よって、成形体８は、当該画成された空間に沿って略半円筒状に成形され、内周面８Ａおよび外周面８Ｂが形成される。そして、第１成形金型５Ａが上昇し成形体８から離間する。

次に、二次成形部５による二次成形後の成形体８を、搬送部３により二次成形部５から仮乾燥部６へ搬送する。仮乾燥部６において、成形体８は、第１温風発生部６Ａと第２温風発生部６Ｂとの間に配置される。そして、第１温風発生部６Ａおよび第２温風発生部６Ｂから、温風６Ｃ、６Ｄが発生され、成形体８の可撓性を損なわない程度に乾燥（仮乾燥）される。これにより、乾燥（仮乾燥）の前と比べて、乾燥（仮乾燥）後の成形体８の強度は相対的に向上する。

次に、仮乾燥部６による仮乾燥後の成形体８を、搬送部３により仮乾燥部６から第２磁場配向部７へ搬送する。第２磁場配向部７において、成形体８は、その内周面８Ａが第４磁場発生部７Ｂの凸部７Ｅに当接するように載置される。成形体８が第４磁場発生部７Ｂ上に載置される時点で、第３および第４磁場発生部７Ａ、７Ｂの図示せぬコイルに対する電流はＯＦＦ状態である。そして、第３磁場発生部７Ａが、成形体８に対し近接するように下降し、第３磁場発生部７Ａの凹部７ｄを形成する面と成形体８の外周面８Ｂとが当接し、第３磁場発生部７Ａと第４磁場発生部７Ｂとで成形体８を挟んだ状態となる。

この状態で、第３および第４磁場発生部７Ａ、７Ｂの図示せぬコイルに電流を流し、矢印７Ｆで示す方向に第１磁場配向部４で発生する磁場よりも強い磁場を発生する。磁場が第４磁場発生部７Ｂから第３磁場発生部７Ａに向かって放射状に発生されるので、略半円筒状の成形体８の形状に沿って磁場が印加される。これにより成形体８に対し、その内周面８Ａから外周面８Ｂに向かって放射状に磁石粉末材料の粒子の配向が揃えられる。そして、第３および第４磁場発生部７Ａ、７Ｂの図示せぬコイルに対する電流をＯＦＦにし、第３磁場発生部７Ａが上昇し成形体８から離間する。次に、第２磁場配向部７による磁場配向後の成形体８は、搬送部３によりパレット等へ収容される。

以上のように、押出材料２Ｅが押出金型２Ａから押し出される過程において、押出材料２Ｅに対し磁場を印加しないので、押出材料２Ｅが詰まることなくスムーズに押し出すことができ、また漏れ磁力の影響で成形体８が変形するのを防止することができる。また、第１磁場配向部４において、成形体８を構成する磁石粉末材料の粒子の配向をそろえ、仮乾燥部６において成形体８を仮乾燥して強度を向上させた後に、第２磁場配向部７において第１磁場配向部４で発生される磁場よりも強い磁場を成形体８に印加するので、良好な磁場配向を有する成形体８を製造することができる。

また、上記のように、第１および第２磁場配向部４、７は、成形体８が静止した状態で成形体８に対し磁場を印加し、成形体８の搬送部３による搬送時には、成形体８は第１および第２磁場配向部４、７による磁場の印加からは開放されている。よって、搬送状態にある成形体に対し磁場を印加する場合と比較して、磁気配向が乱れることなく、成形体８に対して良好な磁気配向を実現することができる。

また、成形体８を二次成形部５により二次成形した後に、仮乾燥部６により仮乾燥し、第２磁場配向部７により磁場配向するので、二次成形により成形体８の磁場配向が乱れたとしても、第２磁場配向部７で修正し、良好な磁場配向を有する成形体８を製造することができる。

尚、本発明の磁場押出成形装置は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、第１磁場配向部４と第２磁場配向部７との間に、若しくは第２磁場配向部７の後ろに脱磁手段を設けてもよい。また、搬送部３は、吸着パッド３Ａにより成形体８を吸着して搬送する吸着ハンドであったが、押出成形部２、第１磁場配向部４、二次形成部５、仮乾燥部６、および第２磁場配向部７のそれぞれの間において成形体８を搬送可能であれば、ベルトコンベアであっても良い。

１ 磁場押出成形装置
２ 押出成形部
２Ａ 押出金型
２Ｂ 材料供給部
２ｃ 押出口
３ 搬送部
３Ａ 吸着パッド
４ 第１磁場配向部
４Ａ 第１磁場発生部
４Ｂ 第２磁場発生部
５ 二次形成部
６ 仮乾燥部
７ 第２磁場配向部
７Ａ 第３磁場発生部
７Ｂ 第４磁場発生部
８ 成形体

Claims (3)

1. 押出口が形成された押出金型と、少なくとも磁石材料および溶媒を有する押出材料を押出金型へ供給する供給手段とを有し、該押出材料を押出口から押出して成形体を成形する押出成形機と、
   該押出成形機から離間して設けられ、該成形体に対し磁場を印加する第１の磁場配向手段と、
   該第１の磁場配向手段により磁場配向された該成形体を仮乾燥する仮乾燥手段と、
   仮乾燥された該成形体に対し磁場を印加する第２の磁場配向手段と、
   該成形体を該第１の磁場配向手段、該仮乾燥手段、および該第２の磁場配向手段の順に搬送する搬送手段と、を備え、
   該第２の磁場配向手段の磁場の強度は、該第１の磁場配向手段の磁場の強度よりも強いことを特徴とする磁場押出成形装置。
2. 該押出成形機は、間欠的に押出動作を行い、該搬送手段は、該間欠的な押出動作に応じて該成形体を搬送し、
   該第１の磁場配向手段および該第２の磁場配向手段は、該成形体が静止した状態で、該成形体に対し磁場を印加し、該成形体は、搬送時には、該第１の磁場配向手段および該第２の磁場配向手段による磁場の印加から開放されていることを特徴とする請求項１に記載の磁場押出成形装置。
3. 該第１の磁場配向手段により磁場配向された該成形体を成形する二次成形手段をさらに備え、
   該仮乾燥手段は、該二次成形手段により成形された該成形体を仮乾燥し、
   該第２の磁場配向手段は、該二次成形手段により成形された該成形体の成形後の形状に沿って磁場を印加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁場押出成形装置。

Images