JPH09205030A - 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】 通電時間および通電電流を少なく抑えながら
強力な磁場を磁性粉体に効率的に及ばせるとともに、配
向の乱れを修復して高性能のリング磁石をローコストに
製造可能にする。 【解決手段】 金型１に下パンチ２を挿入している下ラ
ム３と、下ラム３内に昇降可能に挿入されて、下パンチ
２とともに上記金型１にリング状の成形空間１１を形成
する下部コア４と、金型１の上面に移動可能とされ、か
つ下部コア４と一致する磁極１６とヨーク１７を一体に
有する電磁石１５と、上記成形空間に弱磁場を形成する
下部磁化コイル９とを設けて、電磁石１５の金型１の上
面からの退避後に降下する上ラム６に一体の上パンチ８
を、成形空間１１内に圧入して、成形空間１１内の磁性
粉体を圧縮成形可能にする。

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、磁性粉体により
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は、
例えば図２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を成形する下部コア
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上に設置された上ラ
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、例えば磁性粉体を入
れたシューボックスを滑らせて、上記成形空間１１内に
その磁性粉体を落下充填する。

【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８を再降下させ、上パンチ
８で成形空間１１内の磁性粉体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に上記とは逆向の通
電を行って、磁性粉体からなる成形体の滅磁を行う。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に向って放射状に流すことにより、磁性粉体をラジ
アル方向に配向して、ラジアル異方性のリング磁石を製
造している。

【００１０】しかしながら、かかるリング磁石の成形装
置にあっては、下部磁化コイル９および上部磁化コイル
１０が大径となるため、また、各ラム３，６を磁気回路
とする磁路長が長くなるため、各コイル９，１０の超磁
力を相当程度に大きくする必要があった。

【００１１】このため、設備の大形化によるコストアッ
プを招くほか、磁気抵抗損失の増大に伴い配向のための
磁化や滅磁のための通電時間の立上りと立下りに長時間
を要し、また、磁化と滅磁との間に通電休止時間（コイ
ルの自己インダクタンスによる時定数を超える）を設け
る必要があるところから、結果的にリング磁石１個を成
形するための所要時間が、例えば２５〜４５秒にもなっ
ていた。

【００１２】一方、かかるリング磁石の成形能率の悪さ
を解消するため、小形の電磁石を上記成形空間上に移動
させてセットし、この電磁石が発生する静磁場あるいは
パルス磁場を上記成形空間内の磁性粉体に印加して配向
および滅磁を行うリング磁石の成形方法が考えられる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
リング磁石の成形方法にあっては、上記磁性粉体の状態
によっては上記電磁石の止電時に配向が乱れてしまい、
成形された電磁石の性能が劣化するという課題があっ
た。

【００１４】この発明は上記のような課題を解決しよう
とするものであり、簡単な設備により電磁石の止電時に
おける磁性粉体の配向の乱れを防止することによって磁
気特性を大幅に向上することが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】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にリング状の成形空間を形成
する下部コアと、上記金型の上面に移動可能とされて、
上記下部コアに当接される磁極および上記金型に当接さ
れるヨークを一体に有する電磁石とを有し、上記下ラム
付近には、上記電磁石の上記金型の上面からの退避後に
通電されて上記成形空間に弱磁場を印加する下部磁化コ
イルを設置し、上ラムに一体の上パンチを、上記弱磁場
の印加中に上記成形空間内に挿入することによって該成
形空間内に充填された磁性粉体を圧縮成形しうるように
したものである。

【００１６】請求項２の発明にかかるリング磁石の成形
方法は、金型内に下ラムの下パンチおよび下部コアによ
って形成されたリング状の成形空間に磁性粉体を充填
し、磁極とヨークを一体に有する電磁石を、上記磁極が
上記下部コア端に一致するように上記金型上にセットし
た後、上記電磁石に通電して上記磁性粉体に磁場を印加
し、続いてその電磁石を上記金型上から退避させた後
に、下部磁化コイルに通電して上記成形空間に弱磁場を
印加しつつ、上記金型上方から上ラムの上パンチを上記
成形空間内に挿入して上記磁性粉体を圧縮し、さらに上
記上ラムを上昇退避させた後再び上記電磁石を上記金型
上にセットして、脱磁モードの磁場を上記磁性粉体に印
加することを特徴とする。

【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
形装置を具体的に示す断面図であり、ここでは図２に示
したものと実質的に同一構成となる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】この実施の形態では、既述の上部コア７お
よび上部磁化コイル１０が省かれており、新たに、金型
１の上面およびこれと均等レベルに位置した下部コア４
の上面にスライド可能に、小径の電磁石１５を後述の磁
性粉体の配向のための磁場を与える磁化器として設けて
ある。

【００１９】また、この電磁石１５は磁極１６を中心と
してその周辺にヨーク１７を一体に有するものからな
り、磁極１６には励磁用のコイル１８が巻装されてい
る。

【００２０】上記磁極１６は、また上記下部コア４の端
面と形状およびサイズが略一致する形態をなし、ヨーク
１７は金型１の上面に対向する位置に設けられている。
つまり、磁極１６およびヨーク１７は互いに近接した配
置となっている。

【００２１】さらに、１９は内部に磁性粉体２０を収納
して、上記金型１上にスライド可能なシューボックスで
ある。

【００２２】次にかかる構成になる成形装置によりリン
グ磁石を成形する方法について説明する。まず、金型
１、下パンチ２および下部コア４とで成形された成形空
間１１内に、シューボックス１９を金型１上にスライド
させることで、その中の磁性粉体２０を充填し、続い
て、そのシューボックス１９を金型１上から退避させ
る。

【００２３】次に、上記電磁石１５を金型１上へスライ
ドさせて、磁極１６を下部コア４の上面に一致するよう
にセットし、磁極コイル１８に瞬時に通電を行う。これ
により、電磁石１５には磁力が発生し、磁極１６を中心
としてはっいする磁束が下部コア４、成形空間１１内の
磁性粉体、金型１およびヨーク１７が作る磁路を通過
し、これによりその磁性粉体を配向させる。

【００２４】この発明では、上記のように電磁石１５が
小径で磁極１６とヨーク１７が近接しているため、小さ
な磁力でも金型１を磁路の一部として成形空間１１内の
磁性粉体に磁束を集中させることが可能であり、強い配
向磁場を磁性粉体に与えることができる。

【００２５】そして、電磁石１５は成形機とは独立して
作動（スライドなど）するため、磁極１６と下部コア４
との密接によって磁路内の磁気抵抗を小さく抑えること
ができ、磁路長を短くできることと合わせて、短時間の
通電にて協力な磁場を発生させることができる。従っ
て、電磁石１５による印加磁場は静磁場でもパルス磁場
のいずれでもよい。

【００２６】次に、上記磁性粉体の配向後、一旦、電磁
石１５を金型１上から退避させる。この退避および電磁
石１５の止電によって、磁性粉体の状態によってはその
配向が乱れる場合がある。そこで、上記止電後、下部磁
化コイル９に通電を行い、上記成形空間に弱磁場を印加
し、上記磁性粉体の配向を修復しつつ、上ラム６を下降
することにより、上パンチ８によって成形空間１１内の
磁性粉体を圧縮成形する。

【００２７】こうして、圧縮成形を終了した後は上ラム
６を上昇させて、再度電磁石１５を金型１上にスライド
させ、磁極１６を下部コア４に当接させて、上記とは逆
方向のパルス磁場を発生させて、上記成形された磁性粉
体の成形体の滅磁を行う。

【００２８】続いて、この滅磁を行った後で電磁石１５
を金型１上から退避させ、さらに金型１および下部コア
４を下降させ、または下パンチ２を上昇させることで、
上記成形体を取り出すことができる。

【００２９】このように、小形の磁石１５を、上ラム６
の作動とは別に金型１上にスライドさせ、磁極１６およ
びヨーク１７と下部コア４および金型１との各接合によ
って、磁性粉体およびこれの成形体の磁化や滅磁を、損
失を少なく抑えて効率的に実施可能とする。従って、リ
ング磁石の製造効率および製造コストが大幅に改善さ
れ、従来方法に比べて、例えば３〜４倍の高速成形，製
造が可能になる。

【００３０】また、この発明では、上記電磁石１５によ
るラジアル配向後に、この電磁石１５の止電によって磁
性粉体の配向が乱れるようなことがあっても、引き続い
て下部磁化コイル９に小電流を流すことにより、上記配
向の修復が直ちに行われ、結果的に高性能のリング磁石
の成形を可能にする。

【００３１】このように、この発明によるリング磁石の
成形方法にあっては、磁場の集中と磁気抵抗低減の相乗
作用により、瞬間の通電、例えばパルスの通電によって
も、強力な磁場を磁性粉体やこれの成形体に効率的に及
ばしめることが可能となり、これを簡単かつ安価な構成
および方法にて実現できる。

【００３２】また、上記パルス電流の印加によって、パ
ルス磁場による配向度が向上し、高性能のリング磁石を
得ることができ、また、従来に比べて２〜３倍の高効率
にて磁場成形が可能となる。

【００３３】特に、１−５系サマコバ磁石やネオジ磁石
はニュークリエイション型の保磁力発生機構を有してい
るので、最初の磁化方向に対して静磁場で脱磁するのは
難しいが、強力なパルス磁場での脱磁が可能であり、従
って、その製品のハンドリングが容易となる。

【００３４】また、この発明の成形方法では成形品の脱
磁の際に、同時に金型１も脱磁されるため、磁性粉体の
給粉の際におけるブリッジング現象が解消され、従っ
て、給粉が容易となる。

【００３５】また、磁場の印加と磁性粉体の圧縮成形の
作業が独立したステップで実施されるため、これらの相
互の作動タイミングの制御が容易となり、設備コストが
安価になるという効果が得られる。

【００３６】

【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に
リング状の成形空間を形成する下部コアと、上記金型の
上面に移動可能とされて、上記下部コアに当接される磁
極および上記金型に当接されるヨークを一体に有する電
磁石とを有し、上記下ラム付近には、上記電磁石の上記
金型の上面からの退避後に通電されて上記成形空間に弱
磁場を印加する下部磁化コイルを設置し、上ラムに一体
の上パンチを、上記弱磁場の印加中に上記成形空間内に
挿入することにより、該成形空間内に充填された磁性粉
体を圧縮成形しうるように構成したので、通電時間およ
び通電電流を少なく抑えながら強力な磁場を磁性粉体に
効率的に及ばせることができ、これにより磁性粉体の配
向に乱れがない所期のリング磁石を小さい設備にてロー
コストに製造できる。

【００３７】また、請求項２の発明によれば金型内に下
ラムの下パンチおよび下部コアによって成形されたリン
グ状の成形空間に磁性粉体を充填し、磁極とヨークを一
体に有する電磁石を、上記磁極が上記下部コア端に一致
するように上記金型上にセットした後、上記電磁石に通
電して上記磁性粉体に磁場を印加し、続いてその電磁石
を上記金型上から退避させた後に、下部磁化コイルに通
電して上記成形空間に弱磁場を印加しつつ、上記金型上
方から上ラムの上パンチを上記成形空間内に挿入して上
記磁性粉体を圧縮し、さらに上記上ラムを上昇退避させ
た後再び上記電磁石を上記金型上にセットして、脱磁モ
ードの磁場を上記磁性粉体に印加するようにしたので、
磁性粉体やこれの成形体への磁場の印加と、磁性粉体の
配向修復と、上ラムの作動による圧縮成形の各動作を独
立して異なったタイミングにて実現でき、このため、こ
の制御のためのシステムの設計の容易化および設備のロ
ーコスト化を容易に実現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
形装置を示す断面図である。

【図２】従来のリング磁石の成形装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１，１Ａ 金型 ２，２Ａ 下パンチ ３，３Ａ 下ラム ４，４Ａ 下部コア ６ 上ラム ８ 上パンチ ９ 下部磁化コイル １１ 成形空間 １５ 電磁石 １６ 磁極 １７ ヨーク

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
   とともに上記金型にリング状の成形空間を形成する下部
   コアと、上記金型の上面に移動可能とされて、上記下部
   コアに当接される磁極および上記金型に当接されるヨー
   クを一体に有する電磁石と、上記下ラム付近に設置され
   て、上記電磁石の上記金型の上面からの退避後に通電さ
   れて上記成形空間に弱磁場を印加する下部磁化コイル
   と、該下部磁化コイルによる弱磁場の印加中に上記成形
   空間に挿入され、該成形空間内に充填された磁性粉体を
   圧縮成形する上ラムの上パンチとを備えたことを特徴と
   するリング磁石の成形装置。
2. 【請求項２】 金型内に下ラムの下パンチおよび下部コ
   アによって形成されたリング状の成形空間に磁性粉体を
   充填し、磁極とヨークを一体に有する電磁石を、上記磁
   極が上記下部コア端に一致するように上記金型上にセッ
   トした後、上記電磁石に通電して上記磁性粉体に磁場を
   印加し、続いてその電磁石を上記金型上から退避させた
   後に、下部磁化コイルに通電して上記成形空間に弱磁場
   を印加しつつ、上記金型上方から上ラムの上パンチを上
   記成形空間内に挿入して上記磁性粉体を圧縮し、さらに
   上記上ラムを上昇退避させた後再び上記電磁石を上記金
   型上にセットして、脱磁モードの磁場を上記磁性粉体に
   印加することを特徴とするリング磁石の成形方法。