JPH01147819A - 異方性リング状永久磁石の成形方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面多極異方性又はラジアル異方性を有するリ
ング状永久磁石の成形方法およびその装置に関する。

〔従来の技術〕

異方性リング状永久磁石占しては、ラジアル異方性永久
磁石（特公昭５５−４２４８４号参照）が従来から知ら
れており、更に、これより表面磁束密度の高い、表面多
極異方性を有するリング状永久磁石（特開昭５７−１９
９２０５号参照）も知られている。このような異方性リ
ング状永久磁石は、例えばステンピングモータ、シンク
ロナスモータ等のロータ磁石として広く使用されている
。特に、最近のモータ性能の向上とモータの小型化に伴
って、小口径かつ着磁極数の多い異方性リング状永久磁
石が要求されている。

この種永久磁石の成形方法としては、例えば強強磁性粉
末を磁場中で圧縮成形する方法（特開昭５７−３１１０
８号、同５９−２１１５０２号、同５９−２１６４５３
号参照）が知られている。

ここで従来の成形装置を第５図により説明する。

成形装置はダイスホルダー１内に装着された磁性体から
なるダイス２とダイス２の環状空間内に同心状に配置さ
れた非磁性体からなるコア３とを有する。ダイスホルダ
ー１は支柱５により支持され、コア３および支柱５はい
ずれも基板４を貫通して下部プレート６により支持され
ている。ダイス２とコア３との間の円筒状の成形空間７
には、いずれも非磁性体からなる上パンチ８および下バ
ンチ９がそれぞれ嵌入する。下パンチ９は基板４に固着
され、一方上バンチ８は上部プレート１０に固着されて
いる。下部プレート６および上部プレート１０はそれぞ
れ下部ロッド１１および上部ロッド１２と連結している
。また成形空間７の周囲には、磁極数に応じた磁場発生
用コイル（図示せず）が配設されている。

次に上記成形装置によるリング状永久磁石の成形方法を
説明する。

まず上部ロフト１２を駆動して上バンチ８を図示の状態
から上方に引き上げ、一方下部ロソド１１を駆動するこ
とによりダイス２とコア３を図示の状態まで上昇させる
。次いで成形空間７内に原料粉末を充填した後、上パン
チ８を下降させ、磁場発生用コイルにパルス電流を印加
しながら強磁性粉末を圧縮成形する。これにより表面多
極異方性が付与された成形体が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の成形装置には、ダイスとコアとが同期して動くた
め、肉厚の薄いリング状磁石や軸方向長さの大きいリン
グ状磁石を得ようとする場合には、成形空間の断面積が
小さくなるあるいは成形空間が細長くなることに基因し
て強磁性粉末がうまく充填されないという問題があった
。強磁性粉末の充填がうまく行なわれないと、成形体密
度のばらつきが著しいものとなり、成形時や焼成後のキ
レツの発生を招いてしまう。

これの対策として、微粉砕された強磁性粉末（例えばフ
ェライト粉末）を磁場中で造粒処理した異方性造粒粉を
用いる（特開昭５７−３１１０８号参照）が考えられる
。この異方性造粒粉は、造粒処理を施さない微粉末より
も流動性が良いので、微粉末よりも充填がやり易くなる
。しかしながら異方性造粒粉も比較的肉厚の大きいある
いは軸方向長さが比較的大きいリング状磁石を得る場合
には有効であるが、近年その需要が増加している、外径
が８ｍｍ程度以下の小口径でしかも肉厚も１〜２龍程度
と薄く、細長いリング状磁石の場合にはその効′果は少
ない。また異方性造粒粉を使用すると、微粉末を使用す
る場合よりも磁気特性がやや低下するので、高性能化の
要求には対応し難いという問題も生ずる。

したがって本発明の目的は、キレッを伴わずに高い磁気
特性を有する、小口径かつ薄肉でしかも細長い異方性リ
ング状永久磁石を得ることのできる成形方法を提供する
ことである。

本発明の他の目的は、このような成形方法を実施し得る
成形装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明の異方性リング状永久磁石の成形方法は、ダイス
の内部に配置されたコアを静止した状態でダイスを上昇
させることにより、成形空間よりも大きな空間を形成し
、この空間内に強磁性粉末を充填し、しかる後コアを上
昇させて成形空間以外に充填された強磁性粉末を排出し
、次いで磁場を印加しながら上パンチと下パンチにより
成形空間内の強磁性粉末を圧縮成形するものである。

本発明の異方性リング状永久磁石の成形装置は、ダイス
と、その内部にあるコアと、上パンチおよび下パンチと
を有し、更にコアを上下方向に駆動するコア駆動手段を
、ダイスを上下方向に駆動するダイス駆動手段とは別に
設け、コア駆動手段の停止時にダイス駆動手段を作動さ
せてダイス内に成形空間よりも大きな空間を形成し、こ
の空間内に充填された強磁性粉末のうち成形空間以外の
粉末を、コア駆動手段を作動させることにより排出し、
上パンチと下パンチとで磁場中圧縮成形を行なうように
したものである。

〔実施例〕

以下本発明の詳細を図面により説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る成形装置の断面図であ
り、第５図と同一部分は同一の参照符号で示す。成形装
置はダイスホルダー１内に装着された磁性体からなるダ
イス２とダイス２の環状空間内に同心状に配置された非
磁性体からなるコア３とを有する。ダイスホルダー１は
支柱５により支持され、支柱５は基板４を貫通して下部
プレート６により支持されている。コア３は基板４を貫
通し、シリンダー１３と連結している。ダイス２とコア
３との間の円筒状の成形空間７には、いずれも非磁性体
からなる上パンチ８および下バンチ９がそれぞれ嵌入す
る。下パンチ９は基板４に固着され、一方上パンチ８は
上部プレート１０に固着されている。下部プレート６お
よび上部プレート１０はそれぞれ下部ロッド１１および
上部ロッド１２と連結している。

第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。ダイス２の円筒
状内面には複数の溝１４が形成されており、善導１４の
中には第３図に示すように磁場発生用コイル１５が埋設
されている。ダイス２の内面上には溝１４を覆うように
非磁性体の環状スペーサ１６が設けられており、環状ス
ペーサ１６とコア３との間が成形空間７となる。第４図
において■はコイルの巻線に紙面の上から下に電流が流
れることを示し、■はその逆である。各溝１４内の磁場
発生用コイル１５は電流が交互に逆向きに流れるように
接続されているので、成形空間７には矢印で示すような
磁束が生じ、磁束が環状スペーサ１６に当る点にＳ、Ｎ
、Ｓ、Ｎ・・・・・・・・・と極性が交互に変る磁極が
形成される。

次に第１図の成形装置によるリング状永久磁石の成形方
法を説明する。

まず上部ロッド１２を駆動して上パンチ８を図示の状態
から上方に引き上げる。次いでシリンダー１３を停止し
た状態で、下部ロッド１１を駆動することにより、ダイ
ス２を上昇させて、第４図（ａｌに示すようにダイス２
内に成形空間よりも広い円柱状の空間を形成する。図で
はコアの上面３ａは下パンチの上面９ａと一致している
が、コアの上面３ａは下パンチの上面９ａから多少突出
していてもよい。次にこの空間内に強磁性粉末を充填す
る。その後シリンダー１３を駆動してコア３を上昇させ
ることにより、成形空間以外に充填された強磁性粉末を
排出する。この時の状態を第４図（ｂ）に示す。次いで
上部ロッド１２を駆動することにより、上バンチ８を下
降させ、磁場発生用コイル１５にパルス電流を１回以上
流しながら強磁性粉末を圧縮成形する。この場合のパル
ス磁場としては５〜２５ＫＯｅの範囲が望ましく、成形
圧力は５００〜２０００ｋｇ／ｃｄの範囲が望ましい。

ソシて加圧したまま磁場発生用コイルに上記と逆方向の
パルス大電流を流して成形体を脱磁してから取出す。こ
のようにして得られた成形体を焼結し、最後に強磁性粉
末の配向方向をそろえて着磁を行なうことにより、表面
多極異方性を有するリング状永久磁石が得られる。

以上の説明は外周面に表面多極異方性を有する永久磁石
を成形する場合について行なったが、本発明はこれに限
らず内周面に表面多極異方性を有する永久磁石にも適用
でき、更にラジアル異方性を有する永久磁石の成形にも
適用することができる。ただしラジアル異方性永久磁石
を成形する場合には、ダイスホルダー１およびダイス２
を磁性体で形成し、第１図に一点鎖線で示すように磁場
発生用コイル１５′をダイスホルダー１の周囲に設けて
、成形空間内に放射状の磁場を発生させればよい。

また強磁性粉末としては、フェライト粉末はもちろんの
こと、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石（例えば特開昭６０−１５３
１０９号参照）の製造に用いられる合金粉末（一般に平
均粒度は数μｍ程度である）などの他の磁石粉末も用い
得る。なおＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末を用いる場合は、焼
成後の熱処理が必要である。

更に本発明は種々の寸法のリング状永久磁石の成形に適
用できるが、磁石外径が１０ｍｍ以下で、その厚みが２
龍以下で、しかも磁石外径／磁石長さ力月、５以上であ
るようなものに極めて有効である。

〔実験例〕

平均粒径１μｍに微粉砕し、ＰＶＡを添加したＳｒフェ
ライト微粉末と、この微粉末を含むスラリーを磁界中（
約５ＫＯｅ）で湿式成形後解砕し、４８メツシユから２
００メツシユに分級して得られた造粒粉とを準備した。

これらの粉末を用いて、第１図に示す成形装置により、
約１０ＫＯｅのパルス磁場を印加しながら約７００ｋｇ
／ｃｎｌの圧力で圧縮成形し、外径８■ｌ、内径５１諷
、長さ１５■■の成形体を得た。そして１２００℃の温
度で１時間焼成し、最後に１０極の多極着磁を施して１
０極の表面多極異方性を有するリング状フェライト磁石
を得た。

得られたフェライト磁石の表面磁束密度（１０極の平均
値）と成形時の原料充填性およびキレンの発生状況を表
１に示す。

また、比較のために、第５図の成形装置により成形を行
なった以外は上記と同様の条件でフェライト磁石を製造
し、表面磁束密度と成形時の原料充填性およびキレンの
発生状況を調べた。その結果を同じく表１に示す。

第１表 （注）サンプル数２５０個 第１表から、従来法に従うと微粉末で４土成形力（でき
ず、造粒粉でも原料の充填性がやや悪くし力・もキレン
が発生したのに対し、本発明法Ｇこ従うと微粉末及び造
粒粉共に充填性が良くし力・もキレ・ンの発生は皆無で
あり、更に、微粉末を用０ると高い表面磁束度が得られ
ることがある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来不可能であった微粉末Ｇこよる小
口径、薄肉かつ長尺の異方性ＩＪンク゛４犬永久磁石を
成形することができる。また異方１生造粒粉のみならず
微粉末による成形が可能となり、石佳気特性の優れた異
方性リング状永久磁石を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る成形装置の断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第２図の要部拡
大図、第４図（ａ）、　（ｂｌは本発明法を説明するた
めの図、第５図は従来の成形装置を示す断面図である。 ２：ダイス、３：コア、８：上パンチ、９：下パンチ、
１３ニジリンダ−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイスおよびその内部に配置されたコアと、上パ
   ンチおよび下パンチで囲まれた円筒状の成形空間内に強
   磁性粉末を充填し、前記上パンチおよび前記下パンチに
   より前記強磁性粉末を磁場中で圧縮成形する異方性リン
   グ状永久磁石の成形方法において、前記コアを静止させ
   た状態で前記ダイスを上昇させることによりダイス内に
   前記成形空間よりも大きな空間を形成し、前記空間内に
   前記強磁性粉末を充填し、次いで前記コアを上昇させて
   前記成形空間以外に充填された前記強磁性粉末を排出し
   、しかる後前記上パンチおよび前記下パンチにより前記
   成形空間内の前記強磁性粉末を圧縮成形することを特徴
   とする異方性リング状永久磁石の成形方法。
2. （２）ダイスと、その内部に設けられたコアと、前記ダ
   イスと前記コアとの間の円筒状空間の上面と下面とをそ
   れぞれ閉塞する上パンチおよび下パンチと、前記成形空
   間内に充填された強磁性粉末に磁場を印加する磁場発生
   用コイルと、前記ダイスを上下方向に駆動する第１の駆
   動手段と、前記上パンチを上下方向に駆動する第２の駆
   動手段とを有する異方性リング状永久磁石の成形装置に
   おいて、前記コアを上下方向に駆動する第３の駆動手段
   を前記第１の駆動手段から独立して設け、前記第１の駆
   動手段を停止した状態で前記第３の駆動手段を作動させ
   て前記ダイスを上昇させることにより、前記ダイス内に
   前記成形空間よりも広い空間を形成し、前記第３の駆動
   手段を作動させて前記コアを上昇させることにより、前
   記空間内に充填された前記強磁性粉末のうち前記成形空
   間以外の粉末を排出し、前記第２の駆動手段を作動させ
   て前記上パンチを下降させることにより圧縮成形を行な
   うこと特徴とする異方性リング状永久磁石の成形装置。