JPH09165604A - リング磁石の成形装置および成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性粉末の配向と成形品の減磁を良好にし、
かつ高い成形圧力にて高品位のリング磁石を成形可能に
する。 【解決手段】 下ラム３付近に配置された下部磁化コイ
ル９と、金型１の上方に上部コア７とともに上昇自在に
配置されて、上部コア７と独立に昇降して、成形空間１
１内の磁性粉末１６を圧縮する上ラム６側の上パンチ８
と、上ラム６付近に配置されて、下部磁化コイル９が発
生する磁束に対して反発する向きの磁束を発生させる上
部磁化コイル１０とを備え、下部コア４Ａを、上層が高
透磁率磁性材料層１３で、下層が高強度材料層１４の２
層構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁性粉末により
ラジアル異方性のリング磁石を成形するリング磁石の成
形装置および成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のリング磁石の成形装置として、例
えば図５に示すものが知られている。これは、金型１に
下パンチ２を挿入している下ラム３と、該下ラム３内に
昇降可能に挿入されて、上記下パンチ２とともに上記金
型１内にリング状の成形空間１１を形成する下部コア４
とを有する。

【０００３】また、上記金型１は磁路の一部を形成する
ヨーク５内に設置され、この金型１の上方に配置された
上ラム６内には昇降可能に上部コア７が挿入されてい
る。なお、８は上ラム６に一体の上パンチである。

【０００４】さらに、上記下ラム３の周囲には下部磁化
コイル９が配置されており、上記上ラム６の周囲には上
部磁化コイル１０が配置されている。

【０００５】次にかかる構成のリング磁石の成形装置の
動作について説明する。まず、金型１およびこれに均等
な面で連続するヨーク５の上面に、例えば磁性粉末を入
れたシューボックスを滑らせて、上記成形空間１１内に
その磁性粉末を落下充填する。

【０００６】次に、上ラム６を降下させて、上パンチ８
が僅かに成形空間１１内に突っ込んだ図示の位置であっ
て、かつ上部コア７が下部コア４に接した位置で、その
上ラム６の降下を停止させる。

【０００７】そこで、上部磁化コイル１０および下部磁
化コイル９に相互に反発する極性となるように通電を行
い、この通電状態にて上ラム６を再降下させ、上パンチ
８で成形空間１１内の磁性粉末を所定の圧力になるまで
加圧する。

【０００８】そして、その加圧終了時点で通電を停止
し、続いて、上記各コイル９，１０に上記とは逆向きの
通電を行って、磁性粉末からなる成形体の減磁を行う。
この後、金型１を下降させ、上ラム６を上昇させ、下部
コア４を下降させた後、下パンチ２を上昇させることに
よって、上記成形体を取り出す。

【０００９】このようにして、大径の空心コイルである
下部磁化コイル９および上部磁化コイル１０を下ラム３
および上ラム６をそれぞれ磁心とするようにセットし、
しかも互いに反発する向きの磁束を各コア４，７から金
型１に向かって放射状に流すことにより、磁性粉末をラ
ジアル方向に配向して、ラジアル異方化のリング磁石を
製造することができる。

【００１０】また、上記磁性粉末の配向のための磁化お
よび成形体の減磁に際して、上部磁化コイル１０および
下部磁化コイル９で発生させる磁束は、それぞれ上ラム
６および下ラム３を通って金型１へ流れ、このため上部
コア７および下部コア４とも高透磁率磁性材料とするこ
とが望ましい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のリング磁石の成形装置および成形方法にあって
は、下部コア４は上記磁性粉末の成形の際にワーク部と
して利用されるため、基本的に機械的な強度、靭性、耐
摩耗性が同時に要求される。

【００１２】従って、上部コア７としては純鉄、低炭素
鋼、パーメンジュールなどの軟質磁性材料が用いられる
のに対し、下部コア４には、やむなく比較的透磁率が低
く、飽和磁束密度も低い工具鋼、強磁性超硬などの金型
材が用いられる。

【００１３】このため、下部磁化コイル９の励磁による
も、成形空間１１に印加されるラジアル方向の磁場強度
が不十分となり、磁性粉末の配向や成形品の減磁を効率
的に行えないなどの課題があった。

【００１４】この発明は上記のような課題を解決するも
のであり、下部コアを磁気特性にすぐれた層と強度にす
ぐれた２層構造とすることで、所期の十分な磁場強度を
得ながら所期の高い成形圧力による良好な成形作業を実
現できるリング磁石の成形装置および成形方法を提供す
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１の発明にかかるリング磁石の成形装置は、
金型に下パンチを挿入している下ラムと、該下ラム内に
昇降可能に挿入されて、上記下パンチとともに上記金型
内にリング状の成形空間を形成する下部コアと、上記下
ラム付近に配置された下部磁化コイルと、上記金型の上
方に上部コアとともに上昇自在に配置されて、該上部コ
アと独立に昇降して、上記成形空間内の磁性粉末を圧縮
する上ラム側の上パンチと、上記上ラム付近に配置され
て、上記下部磁化コイルが発生する磁束に対して反発す
る向きの磁束を発生させる上部磁化コイルとを備え、上
記下部コアを、上層が高透磁率磁性材料層で、下層が高
強度材料層の２層構造としたことを特徴とする

【００１６】また、請求項２の発明におけるリング磁石
の成形方法は、下ラムに設けられた下パンチと上層が高
透磁率磁性材料層，下層が高強度材料層である下部コア
とによって、金型内に形成したリング状の成形空間に磁
性粉末を充填し、続いて上ラムを上部コアとともに下降
させて上パンチの先端を上記成形空間内に僅か挿入し、
上記成形空間に下部コアの上記高透磁率磁性材料層が臨
む状態にて上記上ラムおよび下ラム付近に配置した上部
磁化コイルおよび下部磁化コイルに互いに反発する向き
の磁界を発生させ、この状態にて下部コアを上昇させて
上記成形空間に上記高強度材料層を臨ませ、続いて上パ
ンチを成形空間内に圧入して磁性粉末を圧縮成形した
後、上記上部磁化コイルおよび下部磁化コイルにそれぞ
れ上記とは逆向きの磁界を発生させて、上記磁性粉末の
減磁を行うことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図について説明する。図１はこの発明のリング磁石の成
形装置を示す構成図であり、図５に示したものと同一の
構成部分には同一符号を付してその重複する説明を省略
してある。

【００１８】図１において、４Ａは下部コアであり、こ
の下部コア４Ａは、上層が純鉄、低炭素鋼，パーメンジ
ュールなどからなる高透磁率磁性材料層としての高透磁
率の軟質磁性材料層１３と、下層がＳＫＤ１１などの工
具鋼，超硬などからなる高強度材料層としての高強度の
金型材料層１４との２層構造とされている。

【００１９】また、１５は上記金型１とヨーク５の均一
上面に往復摺動する底部開口のシューボックスであり、
このシューボックス１５内には磁性粉末１６が収容さ
れ、上記摺動時に磁性粉末１６を、成形空間１１内に落
下可能にしている。

【００２０】次に、かかる構成になるリング磁石の成形
装置によるリング磁石の成形手順を図１〜図４に基づい
て説明する。

【００２１】まず、図１に示すように、上ラム６および
上部コア７が金型１の上方に退避している状態におい
て、金型１内に下部コア４Ａ，下パンチ２を挿入して、
図示のようなリング状の成形空間１１を形成し、これの
上を通過するように金型１，下部コア４Ａおよびヨーク
５の上面にシューボックス１５を摺動させる。

【００２２】このため、このシューボックス１５内の磁
性粉末１６はこれの底部開口から上記成形空間１１内に
落下して充填され、そのシューボックス１５の成形空間
１１上からの退避時に、この成形空間１１内の余分の磁
性粉末１６のすり切りが行われる。

【００２３】次に、この状態にて、上方にある上ラム６
とともに上パンチ８を図２に示すように下降させて、そ
の上ラム６の先端が成形空間１１内に僅か入ったところ
で、その上ラム６の下降を一時停止する。このとき上部
コア７と下部コア４Ａの上端とを接触した状態にする。

【００２４】さらに、この状態において、上部磁化コイ
ル１０および下部磁化コイル９に互いに発生する磁束が
反発する向きとなるように通電を行う。これにより、図
５に点線矢印にて示す方向に磁束が通過することとな
り、これにより成形空間１１内の磁性粉末は放射状に配
向される。

【００２５】このとき、上部コア６および下部コア４Ａ
の軟質磁性材料層１３はともに高透磁率磁性材料により
構成されているため、上記成形空間１１への磁場の印加
は低損失にて効率的になされ、磁性粉末に対する放射状
の磁場配向が十分になされる。

【００２６】続いて、上部磁化コイル１０および下部磁
化コイル９に対して下部コア４Ａを上昇させて、図３に
示すようにこの下部コア４Ａの金型材料層１４が成形空
間１１に対向する高さに位置させる。

【００２７】さらに、上部磁化コイル１０および下部磁
化コイル９に通電したまま、上パンチ８を下降させ、そ
の下端部によって成形空間１１内の磁性粉末を圧縮成形
する。

【００２８】そして、この圧縮成形終了と同時に上記上
部磁化コイル１０および下部磁化コイル９に対する通電
を停止し、一定時間経過後、上記配向時よりも少し小さ
い電流を各磁化コイル１０，９に逆向きに流して、上記
成形された成形空間１１内の成形体の減磁を行う。

【００２９】次に、かかる減磁処理後、すなわち上記逆
向きの通電終了後金型１を下降させ、さらに上パンチ８
を上昇させ、加えて下部コア４Ａの下降操作を行って、
成形体を取り出す。

【００３０】なお、上記下部コア４Ａの金型材料層１４
は磁束を流す必要がないため、機械的性質が最も良好な
高硬度の工具鋼や超硬が使用できる。

【００３１】この結果、この実施の形態によれば下コア
４Ａを上昇制御することで、磁界印加による磁性粉末１
６の効率的な配向および成形体の減磁に続いて、磁性粉
末１６に対する高圧力印加による圧縮成形を十分に実施
でき、所期の良好な磁気特性をもつリング磁石を成形で
きる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれば
金型に下パンチを挿入している下ラムと、該下ラム内に
昇降可能に挿入されて、上記下パンチとともに上記金型
内にリング状の成形空間を形成する下部コアと、上記下
ラム付近に配置された下部磁化コイルと、上記金型の上
方に上部コアとともに上昇自在に配置されて、該上部コ
アと独立に昇降して、上記成形空間内の磁性粉末を圧縮
する上ラム側の上パンチと、上記上ラム付近に配置され
て、上記下部磁化コイルが発生する磁束に対して反発す
る向きの磁束を発生させる上部磁化コイルとを備え、上
記下部コアを、上層が高透磁率磁性材料層で、下層が高
強度材料層の２層構造とするように構成したので、十分
な磁場強度を得ながら所期の高い成形圧力による良好な
成形作業を実現できるという効果を奏する。

【００３３】また、請求項２の発明によれば成形空間に
下部コアの上記高透磁率磁性材料層が臨む状態にて上ラ
ムおよび下ラム付近に配置した上部磁化コイルおよび下
部磁化コイルに互いに反発する向きの磁界を発生させ、
この状態にて下部コアを上昇させて上記成形空間に上記
高強度材料層を臨ませ、続いて上パンチを成形空間内に
圧入して磁性粉末を圧縮成形するようにしたので、下部
コアの軸方向操作のみで、簡単に磁性粉末の配向および
成形品の減磁と圧縮成形を実施でき、従って磁気特性の
良好なリング磁石を簡単かつ安価な工程にて成形できる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態によるリング磁石の成
形装置を示す構成図である。

【図２】この発明の実施の一形態によるリング磁石の成
形手順を示す構成図である。

【図３】図２に続くリング磁石の成形手順を示す構成図
である。

【図４】図３に続くリング磁石の成形手順を示す構成図
である。

【図５】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 金型 ２ 下パンチ ３ 下ラム ４Ａ 下部コア ６ 上ラム ７ 上部コア ８ 上パンチ ９ 下部磁化コイル １０ 上部磁化コイル １１ 成形空間 １３ 軟質磁性材料層（高透磁率磁性材料層） １４ 金型材料層（高強度材料層） １６ 磁性粉末

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型に下パンチを挿入している下ラム
   と、該下ラム内に昇降可能に挿入されて、上記下パンチ
   とともに上記金型内にリング状の成形空間を形成する下
   部コアと、上記下ラム付近に配置された下部磁化コイル
   と、上記金型の上方に上部コアとともに上昇自在に配置
   されて、該上部コアと独立に昇降して、上記成形空間内
   の磁性粉末を圧縮する上ラム側の上パンチと、上記上ラ
   ム付近に配置されて、上記下部磁化コイルが発生する磁
   束に対して反発する向きの磁束を発生させる上部磁化コ
   イルとを備えたリング磁石の成形装置において、上記下
   部コアを、上層が高透磁率磁性材料層で、下層が高強度
   材料層の２層構造としたことを特徴とするリング磁石の
   成形装置。
2. 【請求項２】 下ラムに設けられた下パンチと上層が高
   透磁率磁性材料層，下層が高強度材料層である下部コア
   とによって、金型内に形成したリング状の成形空間に磁
   性粉末を充填し、続いて上ラムを上部コアとともに下降
   させて上パンチの先端を上記成形空間内に僅か挿入し、
   上記成形空間に下部コアの上記高透磁率磁性材料層が臨
   む状態にて上記上ラムおよび下ラム付近に配置した上部
   磁化コイルおよび下部磁化コイルに互いに反発する向き
   の磁界を発生させ、この状態にて下部コアを上昇させて
   上記成形空間に上記高強度材料層を臨ませ、続いて上パ
   ンチを成形空間内に圧入して磁性粉末を圧縮成形した
   後、上記上部磁化コイルおよび下部磁化コイルにそれぞ
   れ上記とは逆向きの磁界を発生させて、上記磁性粉末の
   減磁を行うことを特徴とするリング磁石の成形方法。