JPH07263266A

JPH07263266A - ラジアル異方性円筒形磁石の製造方法及び装置

Info

Publication number: JPH07263266A
Application number: JP7434994A
Authority: JP
Inventors: Masato Sagawa; 眞人佐川; Hiroshi Nagata; 浩永田
Original assignee: Intermetallics Co Ltd
Current assignee: Intermetallics Co Ltd
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【構成】ゴムモールドｍと下パンチｐ１により形成され
る円筒状空間部に磁石粉末或いは磁石粉末と樹脂粉末の
混合粉末を高密度に充填後、磁石粉末或いは上記混合粉
末の圧縮開始前に或いは圧縮開始後の所定時間内に、ゴ
ムモールド内に充填された磁石粉末或いは上記混合粉末
にラジアル方向のパルス磁界を印加して圧粉体を成型
し、次いで、該圧粉体を焼結或いは熱処理してラジアル
異方性円筒形磁石を製造するようにしたラジアル異方性
円筒形磁石の製造方法に関するものである。【効果】ラジアル異方性配向用磁界としてパルス磁界を
使用することにより、上記のコイルの発熱問題は大きく
軽減され又は除去され、且つ、パルスコイルは鉄心を使
わない空芯タイプであるので、鉄心の磁化飽和の問題も
解消できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラジアル方向に配向さ
れた円筒形磁石（以下、「ラジアル異方性円筒形磁石」
という。）の製造方法及び装置に関するものである。ラ
ジアル異方性円筒形磁石は、ハードディスクやフロッピ
ーディスクドライブのスピンドルモーターや各種ステッ
ピングモーター等に使用されており、近年これらのモー
ターの高性能化の要請が強まり、それに伴って、ラジア
ル異方性円筒形磁石のニーズが益々強まっている。

【０００２】

【従来の技術】従来、円柱状コアー及び円筒状ダイによ
り形成される円筒状空間に円筒状の下パンチを挿着し、
次いで、円柱状コアー、円筒状ダイ及び円筒状の下パン
チにより形成される空間に永久磁石粉末（以下、単に、
「磁石粉末」という。）或いは磁石粉末とバインダーと
しての樹脂粉末の混合粉末（以下、単に、「混合粉末」
という。また、「磁石粉末」と「混合粉末」を総称し
て、単に、「粉末」ともいう。）を自然落下により充填
後、円柱状コアー及び円筒状ダイにより形成される円筒
状空間に円筒状の上パンチを挿着するとともに、磁界方
向がラジアル方向の直流磁界を印加しながら、円柱状コ
アー、円筒状ダイ、上パンチ及び下パンチにより形成さ
れる空間に自然落下により充填された磁石粉末或いは混
合粉末を、下パンチと上パンチの上下動により圧縮して
成形体を成形し、その後、成形された成形体を焼結して
ラジアル異方性円筒形焼結磁石或いは熱処理を施して磁
石粉末中に含まれている樹脂粉末を溶融硬化させてラジ
アル異方性円筒形のボンド磁石を製造するラジアル異方
性円筒形ボンド磁石の製造方法及び装置（以下、このよ
うな方法及び装置によるラジアル異方性円筒形磁石の製
造を「ダイプレス方法」或いは「ダイプレス装置」とも
いう。）が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のダイプ
レス装置の概略断面図である図７を用いて、本発明が解
決しようとする課題について説明する。

【０００４】１は、磁性鋼からなる円柱状の上部コアー
であり、２は、同じく磁性鋼からなる円柱状の下部コア
ーであり、また、３は、上部コアー１と下部コアー２間
に配置された非磁性鋼からなる円柱状の中間コアーであ
り、上部コアー１、下部コアー２及び中間コアー３は、
ボルト等の固着具或いは接着剤等により一体に固着さ
れ、円柱状コアーｃを形成している。４は、所定の間隔
を置いて円柱状コアーｃを囲むように配置された非磁性
鋼からなる円筒状のダイであり、円柱状コアーｃ及び円
筒状のダイ４により形成される空間には、非磁性鋼から
なる円筒状の上パンチ５及び下パンチ６が挿着されてい
る。７及び８は、それぞれ、直流磁界発生用の上部コイ
ル及び下部コイルである。

【０００５】図７（ａ）に示されているように、円柱状
コアーｃ、円筒状のダイ４及び下パンチ６により形成さ
れる空間に、磁石粉末或いは混合粉末を自然落下により
充填し、次いで、円柱状コアーｃ及び円筒状のダイ４に
より形成される空間に上パンチ５を挿着する。次いで、
図７（ｂ）に示されているように、上部コイル７及び下
部コイル８に直流電流を流し、図７（ｂ）に一点鎖線で
示されているように、円柱状コアーｃ、円筒状のダイ
４、上パンチ５及び下パンチ６により形成された磁石粉
末或いは混合粉末が充填された円筒状の空間を平行に横
切るような直流磁界を発生させるとともに、上パンチ５
を下降させ、また、下パンチ６を上昇させることによ
り、直流磁界中で、図７（ｃ）に示されているように、
磁石粉末或いは混合粉末を圧縮して磁石粉末が配向した
成形体を成形する。その後、成形体を取り出し、磁石粉
末からなる成形体を焼結することにより磁石粉末のみか
らなるラジアル異方性円筒形焼結磁石或いは混合粉末に
より成形された成形体に熱処理を施して、混合粉末中の
バインダーとしての樹脂粉末を溶融硬化してラジアル異
方性円筒形ボンド磁石を製造する。

【０００６】上述した従来のダイプレス方法及びダイプ
レス装置を用いたラジアル異方性円筒形磁石の製造方法
及び装置においては、下記のような問題があった。

【０００７】第１は、ラジアル配向用磁界をプレス作業
中ずっと印加しておかなくてはならないという問題であ
る。即ち、直流磁界の印加が必要なので、コイルには直
流電流を流す必要があり、従って、熱の発生を惹起し、
発熱のため高磁界印加ができないという問題があった。
一般に、磁界中成形によって十分に高配向の成形体を得
るには、１０ｋＯｅ以上の磁界の印加が望ましいが、ラ
ジアル配向用直流磁界は７〜８ｋＯｅが限度であり、と
りわけ、円筒状磁石の内径が小さいものや高さの高いも
のでは、更に小さい磁界しか得られず、例えば、最近注
目されているＨＤＤＲＮｄ−Ｆｅ−Ｂボンド磁石で
は、１７〜２０ＭＧＯｅもの高特性が得られると報告さ
れているが、ラジアル異方性円筒形磁石の場合には、１
２〜１３ＭＧＯｅの低レベルにとどまってしまう。１２
〜１３ＭＧＯｅのレベルであれば、極めて生産性の高い
等方性磁石の最高レベルのものと余り変わらないので、
ＨＤＤＲの特徴が全く生かされず、ハードディスクやフ
ロッピーディスクドライブ等のドライブ用スピンドルモ
ーター等において、１７〜２０ＭＧＯｅのボンド磁石に
対する強いニーズに応えるものではなくなってしまう。

【０００８】第２は、上述したダイプレス方法及びダイ
プレス装置のような従来のラジアル異方性円筒形磁石の
製造方法及び装置では、高保磁力の粉末の場合、消磁が
極めて困難であるという問題である。上述のように、従
来の製造方法及び装置では、直流磁界発生が必要なた
め、直流磁界発生用コイルが設置されているが、直流磁
界発生用コイルで印加できるラジアル配向用直流磁界は
７〜８ｋＯｅが限度であるため、１０ｋＯｅ以上の保磁
力を持つ粉末を、一旦、ラジアル配向して成形し、その
後、逆磁界を印加して消磁しようとしても、印加できる
逆磁界も７〜８ｋＯｅで保磁力以下であるので、逆磁界
印加法による消磁ができないという問題がある。成形後
に消磁できないと、ダイから成形体を取り出したときに
成形体にクラックが入ったり、磁石粉が髭のように製品
にくっついて除去が難しく、熱処理等によりそのまま製
品に固着して不良の原因になったり、成形体同士がくっ
ついてラジアル異方性円筒形磁石の製造の自動化を困難
にしたり、多くの問題を引き起こすことになる。

【０００９】上述した２つの問題は、磁石の粉末の充填
密度が、低い場合に、更に深刻になる。即ち、上述した
ダイプレス方法及びダイプレス装置のような従来のラジ
アル異方性円筒形磁石の製造方法及び装置においては、
図７に示されているように、円柱状コアーｃ、ダイ４及
び下パンチ６により形成される空間に、磁石粉末或いは
混合粉末を自然落下により充填するものであるので、Ｎ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石、フェライト焼結磁石、ＳｍＣｏ
₅ボンド磁石等の粉末の充填密度は、約１５〜２０％で
あり、このような充填密度約１５〜２０％の磁石粉末或
いは混合粉末を直流磁界中で圧縮することにより、充填
密度を５０〜６０％まで高めて成形体を成形することに
なるので、円柱状コアーｃ、円筒状のダイ４、上パンチ
５及び下パンチ６により形成される円筒状の空間に充填
された磁石粉末或いは混合粉末は、約１／３の高さにま
で高密度に圧縮されて円筒状の成形体が成形されること
になる。従って、均一で強力なラジアル異方性円筒形磁
石を製造するためには、上部コイル７及び下部コイル８
に直流電流を流し、広い巾に亘って磁束が平行で均一な
磁界を発生させるとともに、より強力な磁界を発生させ
る必要がある。

【００１０】最終製品の高さの約３倍もの高さの円筒状
空間に強く均一な磁界を印加しなくてはならず、コイル
７、８に直流電流を流して、このように高さの高い円筒
状空間にラジアル配向用の強い磁界を印加することは極
めて難しい。直流磁界は鉄心の周りにコイルを巻いたも
のにより発生されるが、鉄心は直ぐに飽和するので、直
流磁界発生器から発生できる磁界には限度があり、単に
コイルを大きくしただけではこの問題は解決しない。こ
のような問題は、パルス磁界発生器の使用により、かな
り解決される。しかしながら、従来のダイプレス方法及
び装置では、プレス時に配向の乱れがあり、従って、プ
レス中ずっと磁界を印加していなければならないという
ジレンマにより、パルス磁界の使用はできない。

【００１１】本発明の目的は、上述した従来のラジアル
異方性円筒形磁石の製造方法及び装置が有する課題を解
決するとともに、磁力の強力な種々の大きさのラジアル
異方性円筒形磁石が製造可能なラジアル異方性円筒形磁
石の製造方法及び装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために、第１には、ゴムモールドと下パンチ
により形成される円筒状空間部に磁石粉末或いは磁石粉
末と樹脂粉末の混合粉末を充填後、磁石粉末或いは上記
混合粉末の圧縮開始前に或いは圧縮開始後の所定時間内
に、ゴムモールド内に充填された磁石粉末或いは上記混
合粉末にラジアル方向のパルス磁界を印加して成形体を
成型し、次いで、該成形体を焼結或いは熱処理してラジ
アル異方性円筒形磁石を製造するようにしたものであ
り、第２には、底部に下パンチの下パンチコアー部が挿
入可能な透孔を有するゴムモールドを、下パンチ及びダ
イにより形成されるダイキャビティ内に装填し、次い
で、ゴムモールドと下パンチにより形成される円筒状空
間部に磁石粉末或いは磁石粉末と樹脂粉末の混合粉末を
充填後、磁石粉末或いは上記混合粉末の圧縮開始前に或
いは圧縮開始後の所定時間内に、ゴムモールド内に充填
された磁石粉末或いは上記混合粉末にラジアル方向のパ
ルス磁界を印加して成形体を成型し、次いで、該成形体
を焼結或いは熱処理してラジアル異方性円筒形磁石を製
造するようにしたものであり、第３には、ゴムモールド
と下パンチにより形成される円筒状空間部に磁石粉末或
いは磁石粉末と樹脂粉末の混合粉末を充填後、磁石粉末
或いは上記混合粉末の圧縮開始前に或いは圧縮開始後の
所定時間内に、ゴムモールド内に充填された磁石粉末或
いは上記混合粉末にラジアル方向のパルス磁界を印加し
て成形体を成型し、次いで、該成形体をダイプレスして
更に高密度化した後、成形体を焼結或いは熱処理してラ
ジアル異方性円筒形磁石を製造するようにしたものであ
り、第４には、底部に下パンチの下パンチコアー部が挿
入可能な透孔を有するゴムモールドを、下パンチ及びダ
イにより形成されるダイキャビティ内に装填し、次い
で、ゴムモールドと下パンチにより形成される円筒状空
間部に磁石粉末或いは磁石粉末と樹脂粉末の混合粉末を
充填後、磁石粉末或いは上記混合粉末の圧縮開始前に或
いは圧縮開始後の所定時間内に、ゴムモールド内に充填
された磁石粉末或いは上記混合粉末にラジアル方向のパ
ルス磁界を印加して成形体を成型し、次いで、成形体を
ダイプレスして更に高密度化した後、成形体を焼結或い
は熱処理してラジアル異方性円筒形磁石を製造するよう
にしたものであり、第５には、ラジアル異方性円筒形磁
石の製造装置を、下パンチ及びダイにより形成されるダ
イキャビティ内に装填されるゴムモールド、ゴムモール
ドと下パンチにより形成される円筒状空間部に充填され
た磁石粉末或いは磁石粉末と樹脂粉末の混合粉末に、ラ
ジアル方向のパルス磁界を印加するためのコイルとから
構成したものであり、第６には、同じくラジアル異方性
円筒形磁石の製造装置を、下パンチコアー部を有する下
パンチ、下パンチ及びダイにより形成されるダイキャビ
ティ内に装填される底部に下パンチコアー部が挿入可能
な透孔を有するゴムモールド、ゴムモールドと下パンチ
により形成される円筒状空間部に充填された磁石粉末或
いは磁石粉末と樹脂粉末の混合粉末に、ラジアル方向の
パルス磁界を印加するためのコイルとから構成したもの
である。

【００１３】以下に、図１〜図６に基づいて、本発明の
実施例について説明するが、本発明の趣旨を越えない限
り何ら、本実施例に限定されるものではない。

【００１４】図１は、インデックステーブル１０の磁石
粉末或いは混合粉末の成形工程位置に配置された下パン
チｐ１及び上パンチｐ２等の成形装置（以下、「ゴムモ
ールド型成形装置」ともいう。）の一部断面を含む正面
図である。

【００１５】下パンチｐ１は、インデックステーブル１
０にボルト１１、１１’により固定された補助支持プレ
ート１２上に載置された、後述するゴムモールドｍが装
填されるダイキャビティ１３の深さ調整用スペーサー１
４、１４’、下パンチ本体１５及び下パンチ本体１５と
ゴムモールドｍの下面端縁が接触する部分に配設された
硬質ゴム等からバックアップリング１６、１６’から構
成されており、スペーサー１４、１４’、下パンチ本体
１５及びバックアップリング１６、１６’を組み立てた
後、補助支持プレート１２に穿設された透孔１２’に挿
入されたボルト１７を、スペーサー１４、１４’を貫通
して下パンチ本体１５のネジ孔１５’に螺合することに
より、下パンチｐ１をインデックステーブル１０に固定
するように構成されている。また、下パンチ本体１５
は、ダイキャビティ１３の底部付近からダイキャビティ
１３の開口端付近まで延在する非磁性鋼で形成された円
柱状の下パンチコアー部１５ａと、円柱状の下パンチコ
アー部１５ａに対応する、下パンチ本体１５の下端部付
近からダイキャビティ１３の底部付近まで延びる円柱状
部分が、磁性鋼で形成された下部下パンチ部１５ｂとか
ら構成されている。なお、下部下パンチ部１５ｂのバッ
クアップリング１６、１６’間に挟まれている部分等の
上記の磁性鋼で形成された円柱状部分以外は、非磁性鋼
で形成されている。

【００１６】ｄは、非磁性鋼で形成された下パンチｐ１
が挿入されたダイであり、ダイｄの底面には溝ｄ１が設
けられており、ダイｄの溝ｄ１と補助支持プレート１２
に設けられた溝１２”間には、下パンチｐ１の下方部分
を囲むようにスプリング１８が配設されている。スプリ
ング１８としては、非磁性ステンレス製の圧縮バネ等を
使用することができるが、硬質ウレタンゴムを利用した
ゴムクッション、皿バネ、スプリング効果を有する流体
シリンダー等の種々のバネ部材を使用することができ
る。特に、バネ係数が大きく、バネの長さ、バネ係数等
の調節が容易な皿バネを使用することが好ましい。更
に、非磁性鋼製の皿バネを使用すると、後述するパルス
磁界発生時の磁気吸収力により発生するショックが無く
好ましい。

【００１７】ｃ１は、下部下パンチ部１５ｂの周囲に形
成された空間部に配設されたパルス磁界発生用コイル
（以下、単に、「下部コイル」ともいう。）であり、下
部下パンチ部１５ｂに配設されており、下部コイルｃ１
の上端部が、バックアップリング１６、１６’に接近す
るように配設されている。

【００１８】ダイｄ及び下パンチｐ１より形成されるダ
イキャビティ１３には、底部の中央部に下パンチコアー
部１５ａが挿入される透孔ｍ１が穿設されたゴムモール
ドｍが装填されており、ゴムモールドｍの内壁ｍ２と下
パンチコアー部１５ａ間に形成される円筒状キャビティ
ｍ３に磁石粉末或いは混合粉末が充填されるように構成
されている。なお、ゴムモールドｍを、中央部に下パン
チコアー部１５ａが挿着される透孔が穿設された正面形
状が凸形の円筒体に形成し、下パンチコアー部１５ａに
挿着されたゴムモールドｍの外壁とダイｄの内壁間に形
成される上記の円筒状キャビティｍ３と同様の円筒状キ
ャビティに、磁石粉末或いは混合粉末を充填するように
構成することもできる。

【００１９】ｐ２は、図示されていないプレスプランジ
ャー等に取着された上下動する上パンチであり、上パン
チｐ２は、ダイｄの上面ｄ２上に載置され、ダイキャビ
ティ１３を覆うように、ダイキャビティ１３の平面形状
より大きく構成されている。即ち、本発明においては、
上パンチｐ２がダイキャビティ１３に挿入されることな
く、ダイｄの上面ｄ２上に載置されるように構成されて
いる。上パンチｐ２の中央部の下パンチコアー部１５ａ
に対応する部分には、磁性鋼で形成された上パンチコア
ー部１９が配設されており、また、上パンチコアー部１
９の周囲に設けられた空間部２０には、上述した下部コ
イルｃ１と同様のパルス磁界発生用コイルｃ２（以下、
単に、「上部コイル」ともいう。なお、「下部コイル」
と「上部コイル」を総称して、単に、「コイル」ともい
う。）が取着されている。

【００２０】２１及び２１’は、必要に応じて、上パン
チｐ２の下面に取着される硬質ゴム等からなる、上述し
たバックアップリング１６、１６’と同様のバックアッ
プリングであり、バックアップリング２１は、ダイｄと
ゴムモールドｍの境界部を覆うような位置に配置されて
おり、また、バックアップリング２１’は、下パンチコ
アー部１５ａの略外周付近に位置するように配置されて
いる。このようなバックアップリング２１、２１’は、
ゴムモールドｍのゴムが、ダイｄの上面ｄ２と上パンチ
ｐ２の下面の隙間から飛び出すのを防止し、ゴムモール
ドｍの寿命を向上させる。なお、２２は、ゴムモールド
ｍと同様のゴムで形成された下パンチコアー部１５ａの
上部が挿入可能な透孔２２’が穿設されたゴムモールド
ｍの蓋であり、上パンチｐ２の下面に取着されているこ
とが好ましい。また、２３は、下パンチコアー部１５ａ
の上部が挿入可能な上パンチｐ２の下面に設けられた凹
部である。

【００２１】ｄ３は、ダイｄの外周に沿って突設された
円周突起部であり、円周突起部ｄ３を、上パンチｐ２の
外周に沿って設けられた切欠部２４に嵌合させることに
より、ダイｄと上パンチｐ２の位置決めが正確に行える
ように構成されている。なお、このような円周突起部ｄ
３及び切欠部２４は、必要に応じて省略することもでき
る。

【００２２】本発明においては、ラジアル異方性配向パ
ルス磁界を使用することに大きな特徴がある。従来のダ
イプレス方法では、成形中に配向の乱れが起こってしま
うために、成形中ずっと磁界の印加を続けなくてはなら
なかったが、本発明では成形により配向が乱れないの
で、粉末が圧縮されて動かなくなる時点より前であれ
ば、短い時間の磁界印加で粉末が配向され、パルス印加
後、直ぐに磁界が弱くなっても成形中良い配向が維持さ
れる。

【００２３】直流磁界ではコイルの発熱の問題と、直流
磁界発生には不可欠の鉄心の磁化飽和の問題のため、粉
末が充填される円筒状空間にラジアル異方性配向用の強
い磁界を印加することは困難であり、とりわけ、粉末が
充填される円筒状空間の円筒内径が小さいもの、円筒の
高さが高いものでは極めて困難であった。しかし、ラジ
アル異方性配向用磁界としてパルス磁界を使用すると、
発熱の問題は大きく軽減され又は除去され、且つ、パル
スコイルであるので、鉄心の磁化飽和の問題もない。そ
のため、ラジアル異方性配向用磁界として十分大きい磁
界を印加することができ、従って、高い配向度を持つラ
ジアル異方性円筒磁石を製造することができる。なお、
パルスコイルに鉄心を使用した場合には、コイル定数
（コイルのインダクタンス）が変わり、高磁界を能率良
く出すことができるとともに、磁界の立ち上がりが早く
なるという利点がある。

【００２４】上述したように、従来の方法及び装置が有
する問題の１つは、ＨＤＤＲ粉末のように１０ｋＯｅ以
上の高い保磁力を持つ粉末を使用して成形体を成形後、
成形体を成形装置から取り出す前の消磁工程において、
直流磁界コイルでは、消磁に必要な十分高い逆磁界を印
加することができないことである。本発明の方法及び装
置では、パルス磁界コイルを使用するので、保磁力を上
回る十分高い逆磁界を印加でき、ほぼ完全に消磁でき
る。また、更に完全に消磁するために、高い波高値を持
つ交流減衰消磁法も使用できる。このように完全に消磁
を行うことにより、クラックのない、且つ、余分な粉末
が付着していない成形体を作製することができ、且つ、
成形体同士がくっついて絡まり合い取扱いを困難にする
等の問題もなくなる。

【００２５】また、本発明においては、上述した従来の
ダイプレス方法及びダイプレス装置による円筒状の成形
体の製造とは異なり、円筒状キャビティｍ３に、磁石粉
末或いは混合粉末が、充填時又は充填後のゴムモールド
ｍの加振やプッシャーによる押し込みにより高密度に充
填される。

【００２６】ここで高密度とは、粉末の粒径や粒度分布
によって異なるが、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂやフェライト焼結磁
石用粉末の場合、粉末を自然落下により充填した場合の
自然充填密度の１．２倍より大きな密度であり、略２５
％〜４０％の高密度の状態に粉末を充填することが好ま
しい。なお、自然充填密度は、主として、粉末の粒径及
び粒度分布によって定まるが、ちなみに、粒径が３〜４
μｍの希土類焼結磁石用粉末の場合には１４％であり、
粒径が０．７μｍのフェライト焼結磁石用粉末の場合に
は１２％である。粒径が大きく、且つ、粒度分布が大き
い磁石粉、例えば、ＨＤＤＲ法により作成したＮｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ異方性ボンド磁石用粉末の場合、自然落下により
充填しただけで約２０％以上の充填率で高密度充填が達
成されるので、このような粉末では、加振や押圧による
高充填密度化を省略できるか或いは加振や押圧による高
充填密度化はあまり重要ではない。

【００２７】自然充填密度が低い粉末では、本発明の方
法は、従来のダイプレス方法と比べて、更に大きい利点
を有している。即ち、磁石粉末或いは混合粉末が充填さ
れる円筒状空間にラジアル異方性配向用磁界を印加する
ことは、円筒状空間の円筒の内径が小さい場合や円筒の
高さが高い場合に大変困難であることを述べた。自然充
填密度が低い粉末の場合、ダイプレス方法では所要の成
形体の寸法の約３倍もの高さの空間に、強い均一なラジ
アル磁界を形成しなくてはならないが、このように高さ
の高い円筒状空間に均一な強いラジアル磁界を形成する
ことは極めて困難であり、成形体の内径や高さに厳しい
制限が付与されることになる。即ち、最終製品として、
高さの極めて低い又は内径の極めて大きい円筒状磁石し
か製造できないことになる。本発明では、自然充填密度
の低い粉末を使用するときでも、一旦、高密度に充填し
た後、配向用磁界が印加されるので、ラジアル磁界印加
が必要な円筒状空間の高さが低くなり、必要な成形体の
内径や高さに対する制限が大幅に緩和される。円筒状空
間の高さが低くなる上に、パルスにより高磁界が印加で
きるので、小さい内径や高い高さのラジアル円筒形磁石
用の高配向成形体が成形できる。即ち、高特性、高エネ
ルギー積ラジアル異方性円筒形磁石の製造が、Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ焼結磁石でもフェライト磁石でも可能となる。

【００２８】成形工程の前工程において円筒状キャビテ
ィｍ３に磁石粉末或いは混合粉末が高密度に充填された
ゴムモールドｍ等が、インデックステーブル１０の間欠
回転により、図１に示されているような成形工程位置に
移送された場合には、図示されていないプレスプランジ
ャーを作動させて上パンチｐ２を下降させ、上パンチｐ
２をダイｄの上面ｄ２上に載置するとともに、更に、上
パンチｐ２を下降させると、ダイｄと補助支持プレート
１２間に配設されたスプリング１８に抗して、ダイｄが
上パンチｐ２とともに下降する。このように上パンチｐ
２及びダイｄが下降すると、ダイｄ、下パンチｐ１及び
上パンチｐ２により形成されるゴムモールドｍが装填さ
れている空間、即ち、ダイキャビティ１３の深さが浅く
なり、従って、ダイキャビティ１３に装填されているゴ
ムモールドｍの円筒状キャビティｍ３が内側に収縮し、
円筒状キャビティｍ３に充填された磁石粉末或いは混合
粉末が圧縮され円筒形の成形体が成形されることにな
る。なお、上パンチｐ２を固定し、インデックステーブ
ル１０を上昇させることにより、ダイｄ及び下パンチｐ
１を上昇させて、円筒状キャビティｍ３に充填された磁
石粉末或いは混合粉末を圧縮することも、また、上パン
チｐ２を下降させるとともに、ダイｄ及び下パンチｐ１
を上昇させて、円筒状キャビティｍ３に充填された磁石
粉末或いは混合粉末を圧縮することもできる。

【００２９】ところで、円筒状キャビティｍ３に高密度
に充填された磁石粉末或いは混合粉末中の磁石粉末をラ
ジアル方向に配向させるために、下部コイルｃ１と上部
コイルｃ２に、互いに逆方向の電流を流すことにより、
上パンチｐ２がダイｄの上面ｄ２上に載置された状態の
部分拡大断面図である図２に示されているような、磁石
粉末或いは混合粉末が充填された円筒状キャビティｍ３
を略横切る平行なパルス磁界を発生させることができる
が、このようなパルス磁界の印加タイミングは、上パン
チｐ２がダイｄの上面ｄ２上に載置された後で高密度に
充填された磁石粉末或いは混合粉末の圧縮の開始前或い
は高密度に充填された磁石粉末或いは混合粉末の圧縮が
開始された後で、磁石粉末或いは混合粉末が圧縮され過
ぎて磁石粉末の配向が困難になるまでの間である。上パ
ンチｐ２がダイｄの上面ｄ２上に載置される前に、パル
ス磁界を印加すると磁石粉末或いは混合粉末が飛び出る
可能性があり、また、圧縮が開始されてしばらくすると
磁石粉末或いは混合粉末が圧縮され過ぎて、パルス磁界
を印加しても磁石粉末の配向が十分行われなくなる。こ
のようなパルス磁界の印加タイミングに関しては、本出
願人に係る出願である特願平５−２０９８８７号等に記
載されている。

【００３０】図３は、本発明の別の実施例を示す図２と
同様の上パンチｐ２がダイｄの上面ｄ２上に載置された
状態を示す部分拡大断面図であり、下パンチｐ１、上パ
ンチｐ２及びダイｄの各構成部材中に記載されている
「Ａ」は、構成部材が非磁性鋼で形成されていること
を、また、「Ｂ」は、構成部材が磁性鋼で形成されてい
ることを表している。

【００３１】図４は、同じく本発明の別の実施例を示す
図２と同様の上パンチｐ２がダイｄの上面ｄ２上に載置
された状態を示す部分拡大断面図であり、下パンチｐ
１、上パンチｐ２及びダイｄの各構成部材の鋼材を、図
４に示されているように非磁性鋼及び磁性鋼で形成する
ことにより、下パンチｐ１側に配設された下部コイルｃ
１を省略し、上パンチｐ２側に配設された上部コイルｃ
２のみで、ゴムモールドｍの円筒状キャビティｍ３に充
填された磁石粉末或いは混合粉末に平行なパルス磁界を
印加することができるように構成されている。下パンチ
ｐ１、上パンチｐ２及びダイｄの各構成部材の鋼材を、
非磁性鋼或いは磁性鋼で形成するかは、必要に応じて適
宜、選択することができるものであり、図１〜図４及び
後述する図５に示されている非磁性鋼或いは磁性鋼の配
置或いは組み合わせは、例示的なものであって、このよ
うな実施例に何ら限定されるものではない。

【００３２】図５は、図１と同様のゴムモールド型成形
装置の一部断面を含む正面図であり、上パンチｐ２側の
上部コイルｃ２を、上パンチｐ２の外周に取り付けると
ともに、下部下パンチ部１５ｂの周囲に形成された空間
部に配設された下部コイルｃ１も、上パンチｐ２側に配
設したものである。図１に示されているように、上パン
チｐ２の上パンチコアー部１９の周囲に設けられた空間
部２０に上部コイルｃ２を配設した場合には、空間部２
０の大きさには限界があるので、大きな上部コイルｃ２
を配設することができず、印加できる磁界を大きくする
ことができない。また、下部コイルｃ１を、下部下パン
チ部１５ｂの周囲に形成された空間部に配設した場合に
は、下パンチｐ１及びダイｄがインデックステーブル１
０とともに回転する装置においては、下部コイルｃ１へ
の電流導入端子を着脱できるように構成しなければなら
ないこと或いは下部下パンチ部１５ｂの周囲に形成され
る空間部の大きさをあまり大きくできないので、下部コ
イルｃ１の大きさに限界があり、従って、印加できる磁
界を大きくすることができない等の問題がある。

【００３３】図５に示されているように、上パンチｐ２
側の上部コイルｃ２を、上パンチｐ２の外周に取り付け
るとともに、下部コイルｃ１を、上パンチｐ２の外周に
配設された上部コイルｃ２の下方に、上部コイルｃ２と
同様に上パンチｐ２に取り付け、上パンチｐ２がダイｄ
の上面ｄ２に載置された際に、下部コイルｃ１がダイｄ
を囲むように、しかも、ゴムモールドｍの底部付近に位
置するようにする。このように構成することにより、上
述した下部コイルｃ１へ電流導入端子を着脱自在に取り
付ける問題が解消できるとともに、下部コイルｃ１及び
上部コイルｃ２を大きくすることができ、従って、大き
な磁界を発生することができる。

【００３４】図５に示されているコイルｃ１、ｃ２の径
は、当然のことながら、図１に示されているコイルｃ
１、ｃ２の径に比べ大きくなる。大きい径のコイルｃ
１、ｃ２で、磁石粉末或いは混合粉末が充填される円筒
状空間にラジアル配向用磁界を効率的に発生させるため
に、下パンチｐ１の上端部と上パンチｐ２の下端部に、
それぞれ、高電気伝導円板ｓ１、ｓ２を配設する。高電
気伝導円板ｓ１、ｓ２の中央には、高電気伝導円板ｓ
１、ｓ２の平面図である図６（図６には、便宜的に、一
方の高電気伝導円板ｓ１の平面図が示されている。）に
示されているように、下パンチｐ１の下パンチコアー部
１５ａ及び上パンチコアー部１９が挿入できる透孔ｓ
１’、ｓ２’が、それぞれ、穿設されているとともに、
高電気伝導円板ｓ１、ｓ２にはスリットｓ３が設けられ
ている。このような高電気伝導円板ｓ１、ｓ２を配設す
ることにより、コイルｃ１、ｃ２により発生した磁束
は、高電気伝導円板ｓ１、ｓ２の透孔ｓ１’、ｓ２’に
収束し、図１に示されているように、小さいコイルｃ
１、ｃ２を使用したときによく似た磁束分布になるとと
もに、高電気伝導円板ｓ１、ｓ２に流れる渦電流によっ
て、高電気伝導円板ｓ１、ｓ２の透孔ｓ１’、ｓ２’を
通る磁束の磁束密度は、高電気伝導円板ｓ１、ｓ２がな
い場合より強くなる。即ち、高電気伝導円板ｓ１、ｓ２
により、高電気伝導円板ｓ１、ｓ２の透孔ｓ１’、ｓ
２’の部分では磁界が強くなる。なお、必要に応じて、
高電気伝導円板ｓ１、ｓ２を複数枚配設し、高電気伝導
円板ｓ１、ｓ２による磁束収束効果を更に高めることが
できる。

【００３５】上述したようなゴムモールド型成形方法及
び装置により成形された高配向の磁石粉末からなるラジ
アル異方性円筒形成形体を焼結することにより、ラジア
ル異方性円筒形焼結磁石を製造することができるととも
に、磁石粉末中に樹脂粉末を混合して高配向のラジアル
異方性円筒形成形体を成形した後に、熱処理を施して樹
脂粉末を溶融硬化させてラジアル異方性円筒形ボンド磁
石を製造することもできる。

【００３６】また、上述したようなゴムモールドｍに高
密度に充填された磁石粉末或いは混合粉末を下パンチｐ
１及び上パンチｐ２間で成形するとともに、パルス磁界
により磁石粉末が配向された成形体を、更により高密度
化するために、図７に示されている従来のダイプレス装
置から上部コイル７及び下部コイル８を除去したダイプ
レス装置を用いて、更に成形体を圧縮し、より強固な成
形体に成形することができる。このように、更にダイプ
レス装置により圧縮することにより、より強力な磁力を
有し、しかも、強固な成形体を成形することができると
ともに、寸法精度の向上した成形体を成形することがで
きる。

【００３７】以下に、上述したような構成を有する本発
明が奏する作用効果について列挙する。

【００３８】ラジアル異方性配向用磁界として直流磁界
を使用する場合には、コイルの発熱の問題と、直流磁界
発生には不可欠の鉄心の磁化飽和の問題のために、粉末
が充填される円筒状空間にラジアル異方性配向用の強い
磁界を印加することは困難であり、とりわけ、粉末が充
填される円筒状空間の円筒内径が小さいもの、円筒の高
さが高いものでは極めて困難であった。しかし、本発明
のように、ラジアル異方性配向用磁界としてパルス磁界
を使用することにより、上記のコイルの発熱問題は大き
く軽減され又は除去され、且つ、パルスコイルは鉄心を
使わない空芯タイプであるので、鉄心の磁化飽和の問題
も解消できる。従って、ラジアル異方性配向用磁界とし
て十分大きい磁界を印加することができ、高い配向度を
持つラジアル異方性円筒磁石を製造することができる。

【００３９】ＨＤＤＲ粉末のように高い保磁力を持つ粉
末を使用して成形体を成形後、成形体を成形装置から取
り出す前の消磁工程において、直流磁界コイルでは、消
磁に必要な十分高い逆磁界を印加することができない。
本発明の方法及び装置では、パルス磁界コイルを使用す
るので、保磁力を上回る十分高い逆磁界を印加でき、ほ
ぼ完全に消磁できる。従って、クラックのない、且つ、
余分な粉末が付着していない成形体を作製することがで
き、且つ、成形体同士がくっついて絡まり合い取扱いを
困難にする等の問題が解消できる。

【００４０】自然充填密度が低い粉末の場合、従来のダ
イプレス方法及びダイプレス装置では、所要の成形体の
寸法の約３倍もの高さの空間に、強い均一なラジアル磁
界を形成しなくてはならないが、このように高さの高い
円筒状空間に均一な強いラジアル磁界を形成することは
極めて困難であり、成形体の内径や高さに厳しい制限が
付与されることになる。従って、最終製品として、高さ
の極めて低い又は内径の極めて大きい円筒状磁石しか製
造できなかった。本発明では、自然充填密度の低い粉末
を使用するときでも、一旦、高密度に充填した後、ラジ
アル配向用磁界が印加されるので、ラジアル磁界印加が
必要な円筒状空間の高さが低くなり、必要な成形体の内
径や高さに対する制限が大幅に緩和される。また、円筒
状空間の高さが低くなる上に、パルスにより高磁界が印
加できるので、小さい内径や高い高さのラジアル円筒形
磁石用の高配向成形体が成形できる。即ち、高特性、高
エネルギー積ラジアル異方性円筒形磁石の製造が、Ｎｄ
−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石でもフェライト磁石でも可能とな
る。

【００４１】上述した作用効果に加えて、本発明のゴム
モールド型成形装置による圧縮工程においては、上パン
チｐ２がダイｄに挿入されることなく、単に、ダイｄの
上面ｄ２上に載置されるだけで成形が行われるように構
成されているので、従来のように、インデックステーブ
ル１０の正確な位置決めが不必要になり、従って、位置
決め時間に要していた時間が短縮化され、成形体の生産
性が向上する。

【００４２】また、インデックステーブル１０の間欠回
転機構に、精密な位置決め機構を配設する必要がないの
で、装置の構造を簡素化することができ、従って、装置
のコストダウン及び保守点検作業の簡略化が実現でき、
ひいては、成形される成形体の製造コストの低減化が実
現できる。

【００４３】更に、従来のように、上パンチｐ２がダイ
ｄに挿入されるような構成ではないので、ゴムモールド
ｍが、上パンチｐ２の外周とダイｄの内周の間の隙間に
食い込まれるようなことがなく、従って、ゴムモールド
ｍの食い込みにより発生するゴムモールドｍの破損や成
形体の損傷の問題が解消できる。

【００４４】更にまた、ダイｄが上パンチｐ２とともに
下降するように構成されているので、ゴムモールドｍと
ダイｄ間に発生する摩擦力が減少し、従って、ゴムモー
ルドｍが上パンチｐ２の移動方向と直交する方向に均一
に変形し、ゴムモールドｍの円筒状キャビティｍ３に充
填された磁石粉末或いは混合粉末の疑似等方的変形が促
進され、密度の均一な成形体を製造することができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４６】ラジアル異方性配向用磁界として直流磁界
を使用する場合には、コイルの発熱の問題と、直流磁界
発生には不可欠の鉄心の磁化飽和の問題のために、粉末
が充填される円筒状空間にラジアル異方性配向用の強い
磁界を印加することは困難であり、とりわけ、粉末が充
填される円筒状空間の円筒内径が小さいもの、円筒の高
さが高いものでは極めて困難であった。しかし、本発明
のように、ラジアル異方性配向用磁界としてパルス磁界
を使用することにより、上記のコイルの発熱問題は大き
く軽減され又は除去され、且つ、パルスコイルは鉄心を
使わない空芯タイプであるので、鉄心の磁化飽和の問題
も解消できる。従って、ラジアル異方性配向用磁界とし
て十分大きい磁界を印加することができ、高い配向度を
持つラジアル異方性円筒磁石を製造することができる。

【００４７】ＨＤＤＲ粉末のように高い保磁力を持つ粉
末を使用して成形体を成形後、成形体を成形装置から取
り出す前の消磁工程において、直流磁界コイルでは、消
磁に必要な十分高い逆磁界を印加することができない。
本発明の方法及び装置では、パルス磁界コイルを使用す
るので、保磁力を上回る十分高い逆磁界を印加でき、ほ
ぼ完全に消磁できる。従って、クラックのない、且つ、
余分な粉末が付着していない成形体を作製することがで
き、且つ、成形体同士がくっついて絡まり合い取扱いを
困難にする等の問題が解消できる。

【００４８】自然充填密度が低い粉末の場合、従来のダ
イプレス方法及びダイプレス装置では、所要の成形体の
寸法の約３倍もの高さの空間に、強い均一なラジアル磁
界を形成しなくてはならないが、このように高さの高い
円筒状空間に均一な強いラジアル磁界を形成することは
極めて困難であり、成形体の内径や高さに厳しい制限が
付与されることになる。従って、最終製品として、高さ
の極めて低い又は内径の極めて大きい円筒状磁石しか製
造できなかった。本発明では、自然充填密度の低い粉末
を使用するときでも、一旦、高密度に充填した後、ラジ
アル配向用磁界が印加されるので、ラジアル磁界印加が
必要な円筒状空間の高さが低くなり、必要な成形体の内
径や高さに対する制限が大幅に緩和される。また、円筒
状空間の高さが低くなる上に、パルスにより高磁界が印
加できるので、小さい内径や高い高さのラジアル円筒形
磁石用の高配向成形体が成形できる。即ち、高特性、高
エネルギー積ラジアル異方性円筒形磁石の製造が、Ｎｄ
−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石でもフェライト磁石でも可能とな
る。

【００４９】ゴムモールド中で成形体を成型後に、更
に、ダイプレスすることにより、より強力な磁力を有
し、しかも、強固な成形体を成形することができるとと
もに、寸法精度の向上した成形体を成形することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のゴムモールド型成形装置の一部
断面を含む正面図である。

【図２】図２は本発明の上パンチがダイの上面に載置さ
れた状態を示す部分拡大断面図である。

【図３】図３は本発明の別の実施例を示す図２と同様の
上パンチがダイの上面に載置された状態を示す部分拡大
断面図である。

【図４】図４は更に本発明の別の実施例を示す図２と同
様の上パンチがダイの上面に載置された状態を示す部分
拡大断面図である。

【図５】図５は本発明の他の実施例のゴムモールド型成
形装置の一部断面を含む正面図である。

【図６】図６は高電気伝導円板の平面図である。

【図７】図７は従来のダイプレス装置の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

ｄ・・・・・・・・ダイｃ１・・・・・・・下部コイルｃ２・・・・・・・上部コイルｍ・・・・・・・・ゴムモールドｐ１・・・・・・・下パンチｐ２・・・・・・・上パンチＡ・・・・・・・・非磁性鋼Ｂ・・・・・・・・磁性鋼

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴムモールドと下パンチにより形成される
円筒状空間部に磁石粉末或いは磁石粉末と樹脂粉末の混
合粉末を充填後、磁石粉末或いは上記混合粉末の圧縮開
始前に或いは圧縮開始後の所定時間内に、ゴムモールド
内に充填された磁石粉末或いは上記混合粉末にラジアル
方向のパルス磁界を印加して成形体を成型し、次いで、
該成形体を焼結或いは熱処理してラジアル異方性円筒形
磁石を製造することを特徴とするラジアル異方性円筒形
磁石の製造方法。
【請求項２】底部に下パンチの下パンチコアー部が挿入
可能な透孔を有するゴムモールドを、下パンチ及びダイ
により形成されるダイキャビティ内に装填し、次いで、
ゴムモールドと下パンチにより形成される円筒状空間部
に磁石粉末或いは磁石粉末と樹脂粉末の混合粉末を充填
後、磁石粉末或いは上記混合粉末の圧縮開始前に或いは
圧縮開始後の所定時間内に、ゴムモールド内に充填され
た磁石粉末或いは上記混合粉末にラジアル方向のパルス
磁界を印加して成形体を成型し、次いで、該成形体を焼
結或いは熱処理してラジアル異方性円筒形磁石を製造す
ることを特徴とするラジアル異方性円筒形磁石の製造方
法。
【請求項３】ゴムモールドと下パンチにより形成される
円筒状空間部に磁石粉末或いは磁石粉末と樹脂粉末の混
合粉末を充填後、磁石粉末或いは上記混合粉末の圧縮開
始前に或いは圧縮開始後の所定時間内に、ゴムモールド
内に充填された磁石粉末或いは上記混合粉末にラジアル
方向のパルス磁界を印加して成形体を成型し、次いで、
該成形体をダイプレスして更に高密度化した後、成形体
を焼結或いは熱処理してラジアル異方性円筒形磁石を製
造することを特徴とするラジアル異方性円筒形磁石の製
造方法。
【請求項４】底部に下パンチの下パンチコアー部が挿入
可能な透孔を有するゴムモールドを、下パンチ及びダイ
により形成されるダイキャビティ内に装填し、次いで、
ゴムモールドと下パンチにより形成される円筒状空間部
に磁石粉末或いは磁石粉末と樹脂粉末の混合粉末を充填
後、磁石粉末或いは上記混合粉末の圧縮開始前に或いは
圧縮開始後の所定時間内に、ゴムモールド内に充填され
た磁石粉末或いは上記混合粉末にラジアル方向のパルス
磁界を印加して成形体を成型し、次いで、該成形体をダ
イプレスして更に高密度化した後、成形体を焼結或いは
熱処理してラジアル異方性円筒形磁石を製造することを
特徴とするラジアル異方性円筒形磁石の製造方法。
【請求項５】下パンチ及びダイにより形成されるダイキ
ャビティ内に装填されるゴムモールド、ゴムモールドと
下パンチにより形成される円筒状空間部に充填された磁
石粉末或いは磁石粉末と樹脂粉末の混合粉末に、ラジア
ル方向のパルス磁界を印加するためのコイルとからなる
ことを特徴とするラジアル異方性円筒形磁石の製造装
置。
【請求項６】下パンチコアー部を有する下パンチ、下パ
ンチ及びダイにより形成されるダイキャビティ内に装填
される底部に下パンチコアー部が挿入可能な透孔を有す
るゴムモールド、ゴムモールドと下パンチにより形成さ
れる円筒状空間部に充填された磁石粉末或いは磁石粉末
と樹脂粉末の混合粉末に、ラジアル方向のパルス磁界を
印加するためのコイルからなることを特徴とするラジア
ル異方性円筒形磁石の製造装置。