KR100622854B1 - 고리형 자석의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

질량 차가 적고, 치수 정밀도 및 자석 성능에 뛰어난 고리형 자석 또는 활형 자석을 연속 제조 가능한 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치를 제공한다.

고리형 자석의 제조 장치(1)는 이방성 자석 분말과 열 경화성 수지를 혼합하여 이루어지는 컴파운드(80)로부터 고리형 예비 성형체(81)를 얻는 예비 성형부(2)와, 고리형 예비 성형체(81)에 자장 배향 성형을 하여 고리형 중간 성형체(82)를 얻는 자장 배향 성형부(3)와, 고리형 중간 성형체(82)를 더욱 성형하여 고리형 자석(83)을 얻는 본 성형부(4)와, 워크 반송을 하는 워크 반송부(5)를 갖고 있다. 예비 성형부(2)는 고리형 예비 성형체(81)의 질량을 측정하는 질량 측정 수단(26)을 갖고 있고, 예비 성형부(2)의 제 1 하부 펀치(21)는 질량 측정 수단(26)에 의해 측정한 고리형 예비 성형체(81)의 질량에 근거하여, 서보 모터(24)에 의해 가압 성형을 하기 전의 위치를 변경하여 고리형 캐비티(20)의 용적을 변경할 수 있도록 구성되어 있다.

자석, 예비성형체, 중간성형체, 질량측정, 서보모터. 자장배향.

Description

고리형 자석의 제조 장치{Apparatus for manufacturing an annular magnet}

도 1은 실시예 1에서의 고리형 자석의 제조 장치를 전방에서 본 상태에서 도시하는 설명도.

도 2는 실시예 1에서의 고리형 자석의 제조 장치를 도시하는 평면도.

도 3은 실시예 1에서의 예비 성형부를 전방에서 본 상태에서 도시하는 설명도.

도 4는 실시예 1에서의 예비 성형부 및 반송 로봇을 옆쪽에서 본 상태에서 도시하는 설명도.

도 5는 실시예 1에서의 예비 성형부에서 충전용 스페이스에 컴파운드를 충전한 상태를 도시하는 설명도.

도 6은 실시예 1에tj의 예비 성형부에서 충전 캐비티에 컴파운드를 충전함과 동시에 잉여 컴파운드를 배출한 상태를 도시하는 설명도.

도 7은 실시예 1에서의 예비 성형부에서 제 1 상부 펀치 및 제 1 하부 펀치에 의해 컴파운드를 가압 성형하여, 고리형 예비 성형체를 성형한 상태를 도시하는 설명도.

도 8은 실시예 1에서의 윤활유를 공급한 상태의 윤활유 함침부를 도시하는 설명도.

도 9는 실시예 1에서의 고리형 예비 성형체로부터 과잉 윤활유를 흡인하고 있는 상태의 윤활유 함침부를 도시하는 설명도.

도 10은 실시예 1에서의 자장 배향 성형부를 전방에서 본 상태에서 도시하는 설명도.

도 11은 실시예 1에서의 자장 배향 성형부를 옆쪽에서 본 상태에서 도시하는 설명도.

도 12는 실시예 1에서의 자장 배향 성형부에 있어서의 제 2 상부 펀치 및 제 2 하부 펀치 사이에 자장 배향 성형부용 카세트를 전진시킨 상태를 도시하는 설명도.

도 13은 실시예 1에서의 자장 배향 성형부에서 제 2 하부 펀치 및 제 2 코어를 상승시킴과 동시에 제 2 상부 펀치를 하강시킨 상태를 도시하는 설명도.

도 14는 실시예 1에서의 자장 배향 성형부용 카세트에 대하여 고리형 예비 성형체와 고리형 중간 성형체를 교체하고 있는 상태를 도시하는 설명도.

도 15는 실시예 1에서의 자장 배향 성형부용 카세트를 제 2 상부 펀치 및 제 2 하부 펀치 사이에서 후퇴시킨 상태를 도시하는 설명도.

도 16은 실시예 1에서의 자장 배향 성형부에서 고리형 예비 성형체 전체를 제 2 다이스 내에 삽입한 상태를 도시하는 설명도.

도 17은 실시예 1에서의 자장 배향 성형부에서 자장 인가 수단에 의해 자장을 작용시켜, 제 2 상부 펀치 및 제 2 하부 펀치에 의해 가압 성형을 하여, 고리형 중간 성형체를 성형한 상태를 도시하는 설명도.

도 18은 실시예 1에서의 본 성형부를 전방에서 본 상태에서 도시하는 설명도.

도 19는 실시예 1에서의 본 성형부를 옆쪽에서 본 상태에서 도시하는 설명도.

도 20은 실시예 1에서의 본 성형부용 카세트에 대하여 고리형 중간 성형체와 고리형 자석을 교체하고 있는 상태를 도시하는 설명도.

도 21은 실시예 1에서의 본 성형부에서 고리형 중간 성형체 전체를 제 3 다이스 내에 삽입한 상태를 도시하는 설명도.

도 22는 실시예 1에서의 본 성형부에서 제 3 상부 펀치 및 제 3 하부 펀치에 의해 가압 성형을 하여, 고리형 자석을 성형한 상태를 도시하는 설명도.

도 23은 실시예 1에서의 반송 로봇이 자장 배향 성형부용 카세트에 워크를 반송함과 동시에, 본 성형부용 카세트가 워크를 반출한 상태를 도시하는 설명도.

도 24는 실시예 1에서의 자장 배향 성형부용 카세트 및 본 성형부용 카세트가 각각 자장 배향 성형부 및 본 성형부에 워크를 반입한 상태를 도시하는 설명도.

도 25는 실시예 1에서의 자장 배향 성형부 및 본 성형부에 있어서, 각각 자장 배향 성형부용 카세트 및 본 성형부용 카세트에 대하여 워크를 교체하고 있는 상태를 도시하는 설명도.

도 26은 실시예 1에서의 자장 배향 성형부용 카세트 및 본 성형부용 카세트가 각각 자장 배향 성형부 및 본 성형부로부터 워크를 반출한 상태를 도시하는 설 명도.

도 27은 실시예 1에서의 로더(loader) 카세트가 각각 자장 배향 성형부용 카세트, 본 성형부용 카세트 및 버퍼부로부터 워크를 받아들인 상태를 도시하는 설명도.

도 28은 실시예 1에서의 로더 카세트를 내보낸 상태를 도시하는 설명도.

도 29는 실시예 1에서의 로더 카세트가 각각 자장 배향 성형부용 카세트, 본 성형부용 카세트 및 축출부에 워크를 건네준 상태를 도시하는 설명도.

도 30은 실시예 1에서의 로더 카세트를 복귀시킨 상태를 도시하는 설명도.

도 31은 실시예 1에서의 가로 축에 시간을 잡고 세로 축에 각 성형부에 있어서의 출력 전력을 잡아, 각 성형부에서의 최대 출력 전력의 발생 상태를 모식적으로 도시하는 그래프.

도 32는 실시예 1에서의 본 성형부에서 제 3 상부 펀치 및 제 3 하부 펀치에 의해, 다수 개 쌓아올린 상태의 고리형 중간 성형체를 가압 성형하여, 고리형 자석을 성형한 상태를 도시하는 설명도.

도 33은 실시예 2에서의 활형 자석의 제조 장치를 전방에서 본 상태에서 도시하는 설명도.

도 34는 실시예 2에서의 활형 자석의 제조 장치를 도시하는 평면도.

도 35는 실시예 2에서의 자장 배향 성형부 및 워크 반송부를 옆쪽에서 본 상태에서 도시하는 설명도.

도 36은 실시예 2에서의 예비 성형부에서 형성한 한 쌍의 활형 캐비티를 도 시하는 평면도.

도 37은 실시예 2에서의 자장 배향 성형부에서 자장 인가 수단에 의해 자장을 작용시켜, 제 2 상부 펀치 및 제 2 하부 펀치에 의해 가압 성형을 하여, 한 쌍의 활형 자석을 성형한 상태를 도시하는 설명도.

도 38은 실시예 2에서의 자장 배향 성형부에서 자장 인가 수단에 의해 자장을 작용시키고 있는 상태를 도시하는 평면도.

도 39는 실시예 2에서의 활형 자석의 제조 장치에 의해 제조한 한 쌍의 활형 자석을 도시하는 사시도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

1: 고리형 자석의 제조 장치 1A: 활형 자석의 제조 장치

2, 2A: 예비 성형부 20: 고리형 캐비티

20A: 활형 캐비티 21, 21A: 제 1 하부 펀치

22, 22A: 제 1 상부 펀치 23, 23A: 제 1 코어

24, 24A: 서보 모터 25, 25A: 제 1 다이스

26, 26A: 질량 측정 수단 27, 27A: 반송 바(유닛)

3, 3A: 자장 배향 성형부 31, 31A: 제 2 하부 펀치

32, 32A: 제 2 상부 펀치 33, 33A: 제 2 코어

34, 34A: 서보 모터 35, 35A: 제 2 다이스

36, 36A: 자장 인가 수단 37, 37A: 제 2 가열 수단

4: 본 성형부 41: 제 3 하부 펀치

본 발명은 이방성 자석 분말을 포함하는 컴파운드로부터 고리형 또는 활형의 중간체를 성형하고, 그 후, 이 중간체에 자장 배향을 행함과 동시에 가압 성형을 하여 고리형 자석 또는 활형 자석을 제조하는 장치에 관한 것이다.

이방성 자석 분말과 열 경화성 수지를 혼합하여 이루어지는 컴파운드를 성형하여, 자기 이방성 수지 결합형 자석을 제조하는 방법이 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에 있어서는, 상기 컴파운드를 가열된 예비 성형형 내에 충전하여, 다수의 이방성 자석 분말을 소정의 방향으로 향하기 위해 자장을 인가하여 자장 배향을 행함과 동시에 압축 가압을 하여 예비 성형체를 성형한다. 그 후, 이 예비 성형체를 가열된 본 성형형 내에 배치하여, 예비 성형형에서의 가압력보다도 큰 가압력으로 더욱 압축 가압을 하여 상기 자석을 성형하고 있다.

이와 같이, 일단은 예비 성형체를 성형하고, 그 후에 이 예비 성형체를 큰 가압력으로 압축 가압함으로써, 치수 정밀도가 뛰어난 자석을 제조할 수 있다.

그렇지만, 상기 자석의 치수 정밀도를 더욱 향상시키고, 질량 차를 적게 하기 위해서는, 상기 예비 성형 금형 내로의 컴파운드의 충전량이 크게 영향을 준다. 그리고, 특히, 고리형 형상을 갖는 고리형 자석 또는 활 형상을 갖는 활형 자석을 제조할 때에는, 상기 컴파운드를 충전하기 위한 예비 성형 금형에서의 캐비티가 좁아져, 이 컴파운드를 균일하게 충전하는 것이 곤란해진다.

그 때문에, 상기 특허 문헌 1에 의해 고리형 자석 또는 활형 자석을 제조할 때에는, 제조되는 고리형 자석 또는 활형 자석의 질량에 격차가 생길 우려가 있고, 고리형 자석 또는 활형 자석의 자석 성능에도 격차가 생길 우려가 있다.

[특허 문헌 1]일본특허 제 2816668호 공보

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 질량 차가 적고, 치수 정밀도 및 자석 성능에 뛰어난 고리형 자석 또는 활형 자석을 연속하여 제조할 수 있는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치를 제공하려는 것이다.

제 1 발명은 고리형 형상 또는 서로 대향 형성하여 이루어지는 다수의 활 형상을 갖는 캐비티의 외주부를 형성하는 제 1 다이스와, 내주부를 형성하는 제 1 코어와, 바닥부를 형성하는 제 1 하부 펀치와, 상기 제 1 하부 펀치에 대향하는 제 1 상부 펀치를 가지고, 이방성 자석 분말과 열 경화성 수지를 혼합하여 이루어지는 컴파운드를 상기 캐비티에 충전하여, 상기 캐비티 내에서 상기 제 1 상부 펀치 및 상기 제 1 하부 펀치에 의해 가압 성형을 하여 예비 성형체를 얻는 예비 성형부와,

상기 예비 성형체의 외주면을 보유하는 제 2 다이스와, 내주면을 보유하는 제 2 코어와, 바닥면을 보유하는 제 2 하부 펀치와, 상기 제 2 하부 펀치에 대향하는 제 2 상부 펀치와, 상기 예비 성형체에 자장을 인가하기 위한 자장 인가 수단과, 상기 예비 성형체를 가열하기 위한 가열 수단을 가지고, 이들을 사용하여 중간 성형체를 얻는 자장 배향 성형부와,

상기 중간 성형체의 외주면을 보유하는 제 3 다이스와, 내주면을 보유하는 제 3 코어와, 바닥면을 보유하는 제 3 하부 펀치와, 상기 제 3 하부 펀치에 대향하는 제 3 상부 펀치와, 상기 중간 성형체를 가열하기 위한 가열 수단을 가지고, 이들을 사용하여 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 얻는 본 성형부와,

상기 예비 성형체를 보유하여 상기 예비 성형부로부터 상기 자장 배향 성형부로 반송하고, 한편, 상기 중간 성형체를 보유하여 상기 자장 배향 성형부에서 상기 본 성형부로 반송하는 워크(workpiece) 반송부를 갖고 있고,

상기 제 1 내지 제 3 상부 펀치, 상기 제 1 내지 제 3 하부 펀치 및 상기 제 1 내지 제 3 코어는 각각 서보 모터에 의해 구동되도록 구성되어 있고,

또한, 상기 예비 성형부는 상기 예비 성형체 성형을 한 후에, 상기 예비 성형체의 질량을 측정하는 질량 측정 수단을 갖고 있고, 상기 제 1 하부 펀치는 상기 질량 측정 수단에 의해 측정한 예비 성형체의 질량에 근거하여, 상기 서보 모터에 의해 상기 가압 성형을 하기 전의 위치를 변경하여 상기 캐비티의 용적을 변경할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치에 있다(청구항 1).

본 발명의 제조 장치는 상기 컴파운드로부터 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 제조함에 있어서, 상기 컴파운드를 고리형 형상으로 성형한 예비 성형체를 성형하는 예비 성형부, 예비 성형체에 자장 배향을 행하여 중간 성형체를 성형하는 자장 배향 성형부 및 중간 성형체로부터 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 성형하는 본 성형부의 3개의 성형부에 의해 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 제조하는 것이다.

그리고, 본 발명의 제조 장치는 특히, 상기 질량 측정 수단에 의해 상기 예비 성형부에 있어서 성형을 한 모든 예비 성형체에 대해서, 그 질량을 측정할 수 있어, 이 질량에 근거하여 상기 예비 성형부에 있어서의 캐비티의 용적을 변경시킴으로써, 상기 예비 성형체의 질량 격차를 적게 할 수 있는 것이다.

상기 컴파운드로부터 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 제조함에 있어서는, 우선, 상기 예비 성형부에 있어서, 상기 제 1 다이스, 제 1 코어 및 제 1 하부 펀치에 의해 형성한 캐비티에 이방성 자석 분말과 열 경화성 수지를 혼합하여 이루어지는 컴파운드를 충전한다. 그리고, 상기 제 1 상부 펀치를 이동시켜, 상기 캐비티 내의 컴파운드를 제 1 상부 펀치와 제 1 하부 펀치 사이에서 압축(가압 성형)함으로써 예비 성형체를 성형한다.

그리고, 본 발명에 있어서는, 상기 질량 측정 수단에 의해, 상기 예비 성형부에 있어서 성형한 모든 예비 성형체의 질량을 측정할 수 있다. 그 때문에, 성형한 예비 성형체에 대해서, 질량 격차가 발생하고 있지 않는지를 감시할 수 있다. 그리고, 예를 들면, 상기 예비 성형부에 있어서, 상기 캐비티로의 상기 컴파운드의 충전량에 오차가 생겼을 때에는, 상기 질량 측정 수단에 의한 질량 감시에 의해 신속하게 이것을 검출할 수 있다.

그 때문에, 예비 성형체의 질량이 양품의 질량치 범위 내에 있을 때만, 이 예비 성형체를 상기 워크 반송부에 의해 다음 자장 배향 성형부에 반송할 수 있다. 한편, 질량 측정 수단에 의해 측정하였을 때에, 양품의 질량치 범위 내에 없는 예비 성형체는 다음 자장 배향 성형부로 반송하지 않을 수 있다.

이로써, 상기 자장 배향 성형부에는 상기 질량 측정 수단에 의해 양품이라 판정된 예비 성형체만이 보내지게 된다. 그 때문에, 상기 자장 배향 성형부로 내보내는 예비 성형체의 질량 격차를 적게 할 수 있다.

또한, 상기 불량품이라 판정된 예비 성형체는 상기 제조 장치의 외부 등에서 허물어, 원래의 컴파운드로서 재이용할 수 있다. 그 때문에, 컴파운드를 무용지물로 하는 일이 거의 없어, 상기 제조 장치에 있어서의 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 예비 성형부에 있어서의 제 1 하부 펀치는 상기 질량 측정 수단에 의해 측정한 예비 성형체의 질량에 근거하여, 상기 가압 성형을 하기 전의 위치를 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 그 때문에, 예를 들면, 질량 측정 수단에 의한 불량품 판정이 계속되거나 불량품 판정이 많아지거나 하였을 때에는, 상기 서보 모터에 의해 상기 제 1 하부 펀치의 가압 성형을 하기 전의 위치를 변경할 수 있다.

구체적으로는, 상기 양품의 질량치를 넘는 예비 성형체가 계속되거나 또는 많이 성형되었을 때에는, 상기 예비 성형부에 있어서의 캐비티 용량이 크다고 생각 되어, 상기 제 1 하부 펀치의 위치를 변경하여 캐비티 용량을 작게 할 수 있다. 한편, 상기 양품의 질량치에 차지 않는 예비 성형체가 계속되거나 또는 많이 성형되었을 때에는, 상기 예비 성형부에 있어서의 캐비티 용량이 작다고 생각되어, 상기 제 1 하부 펀치의 위치를 변경하여 캐비티 용량을 크게 할 수 있다.

이로써, 상기 캐비티의 용량을 적당히 변경하여, 상기 자장 배향 성형부로 내보내는 예비 성형체의 질량을 조정할 수 있어, 예비 성형체의 질량 격차를 한층 더 적게 할 수 있다.

다음으로, 상기 질량 측정 수단에 의해 양품이라 판정된 예비 성형체는 상기 워크 반송부에 의해 상기 자장 배향 성형부로 반송된다.

그리고, 자장 배향 성형부에 있어서는, 상기 제 2 다이스, 제 2 코어 및 제 2 하부 펀치에 의해 상기 양품이라 판정된 예비 성형체를 보유한다. 그리고, 상기 제 2 상부 펀치를 이동시켜, 상기 예비 성형체를 제 2 상부 펀치와 제 2 하부 펀치 사이에서 더욱 압축(가압 성형)한다. 이 압축 시에는, 상기 가열 수단에 의해 예비 성형체를 가열하여 이 예비 성형체 중의 열 경화성 수지를 용융시켜, 예비 성형체 내의 이방성 자석 분말이 회전하거나 이동하거나 할 수 있는 상태를 형성한다.

또한, 상기 압축 시에는, 상기 자장 인가 수단에 의해 상기 열 경화 수지가 용융한 상태의 예비 성형체에 자장을 작용시킨다. 그 때문에, 자장 배향 성형부에 있어서는, 이방성 자석 분말을 열 경화성 수지 중에서 회전시키거나 이동시키거나 하여 소정의 방향으로 배향시킴과 동시에, 상기 예비 성형체를 더욱 압축하여 중간 성형체를 성형한다. 이하에, 이 자장 배향 성형부에 있어서 행하는 자장 배향 및 가압 성형을 자장 배향 성형이라 말하는 경우가 있다.

이렇게 하여, 상기 자장 배향 성형부에 있어서는, 상기 질량 차가 적고 또한 이방성 자석 분말의 함유량 격차도 적은 예비 성형체로부터 상기 중간 성형체를 성형할 수 있다. 그 때문에, 자장 배향 성형부에 있어서는, 이방성 자석 분말의 함유량 격차가 적은 상태에서 상기 중간 성형체를 성형할 수 있다.

그 때문에, 상기 본 성형부에 있어서 상기 중간 성형체에 성형을 하여 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 성형하여, 이것에 N극 및 S극의 착자를 행하였을 때에는, 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석에 있어서의 자석 특성의 격차를 적게 할 수 있다.

다음으로, 상기 자장 배향 성형부에 있어서 성형된 중간 성형체는 상기 워크 반송부에 의해 상기 본 성형으로 반송된다.

그리고, 본 성형부에 있어서는, 상기 제 3 다이스, 제 3 코어 및 제 3 하부 펀치에 의해 상기 중간 성형체를 보유시킨다. 그리고, 상기 제 3 상부 펀치를 이동시켜, 상기 중간 성형체를 제 3 상부 펀치와 제 3 하부 펀치 사이에서 더욱 압축(가압 성형)한다. 또한, 이 압축은 상기 가열 수단에 의해 중간 성형체를 가열하여 이 중간 성형체 내의 열 경화성 수지를 용융시킨 상태에서 행한다. 이하에, 이 본 성형부에 있어서 행하는 가압 성형을 본 성형이라 말하는 경우가 있다.

또한, 본 성형부에 있어서의 중간 성형체 중의 열 경화성 수지의 용융 상태는 완전한 용융 상태일 필요는 없고, 어느 정도까지 용융을 행한 반용융 상태여도 된다.

그리고, 본 성형부에 있어서는, 그 가열 수단에 의한 가열 온도를 상기 자장 배향 성형부에 있어서의 가열 온도보다도 높게 하여, 상기 제 3 상부 펀치에 의한 가압력도 상기 제 2 상부 펀치에 의한 가압력보다도 크게 하여 성형을 할 수 있다. 그 때문에, 상기 중간 성형체를 보다 한층 더 압축하여, 치수 정밀도가 뛰어난 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 성형할 수 있다.

또한, 상기 예비 성형부, 자장 배향 성형부 및 본 성형부에 있어서의 각 상부 펀치, 하부 펀치 및 코어 모두는 서보 모터에 의해 위치, 가압 속도, 가압력 등의 제어가 가능하게 되어 있다. 그 때문에, 각 서보 모터를 제어하여 각 상부 펀치, 하부 펀치 및 코어의 미묘한 위치를 조절할 수 있고, 또한, 각 상부 펀치, 하부 펀치 및 코어의 미묘한 가압 속도 또는 가압력 등을 조절할 수도 있다. 그 때문에, 상기 예비 성형부, 자장 배향 성형부 및 본 성형부에 있어서의 성형 조건을 최적으로 할 수 있어, 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석의 치수 정밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 워크 반송부에 의해 상기 예비 성형부에 있어서 성형한 예비 성형체를 상기 자장 배향 성형부에 반송할 수 있고, 자장 배향 성형부에 있어서 성형한 중간 성형체를 상기 본 성형부에 반송할 수 있다. 그 때문에, 상기 제조 장치는 상기 컴파운드로부터 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 일관되게 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 예를 들면, 자장 배향 성형부에 있어서 중간 성형체 성형을 할 때에는, 예비 성형부에 있어서 다른 예비 성형체 성형을 할 수 있 다. 또한, 예를 들면, 본 성형부에 있어서 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석 성형을 할 때에는, 예비 성형부 및 자장 배향 성형부에 있어서는 각각 다른 예비 성형체 및 중간 성형체 성형을 할 수 있다.

그 때문에, 상기 예비 성형부, 자장 배향 성형부 및 본 성형부의 각 성형부에 있어서는, 병행하고 또한 연속하여 성형을 할 수 있다. 또한, 상기 워크 반송부에 의한 반송은 각 성형부에 있어서 성형을 하고 있는 시간을 이용하여 행할 수 있다. 이로써, 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석의 단위 시간당 제조 개수를 증가시킬 수 있어, 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 예비 성형부, 자장 배향 성형부 및 본 성형부 모두는 상기 각 서보 모터를 사용하여 구성한 전동 서보식 프레스이다. 그 때문에, 각 성형부를 종래의 전동 크랭크식 프레스 또는 유압식 프레스에 비하여 콤팩트하게 할 수 있다. 그 때문에, 상기 제조 장치는 상기 3개의 성형부를 갖고 있으면서도 콤팩트하게 구성할 수 있다.

그 때문에, 상기한 바와 같이, 본 발명의 제조 장치에 의하면, 질량 차가 적고, 치수 정밀도 및 자석 성능에 뛰어난 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 연속하여 효율 좋게 제조할 수 있다.

제 2 발명은 고리형 형상 또는 서로 대향 형성하여 이루어지는 다수의 활 형상을 갖는 캐비티의 외주부를 형성하는 제 1 다이스와, 내주부를 형성하는 제 1 코어와, 바닥부를 형성하는 제 1 하부 펀치와, 상기 제 1 하부 펀치에 대향하는 제 1 상부 펀치를 가지고, 이방성 자석 분말과 열 경화성 수지를 혼합하여 이루어지는 컴파운드를 상기 캐비티에 충전하여, 상기 캐비티 내에 있어서 상기 제 1 상부 펀치 및 상기 제 1 하부 펀치에 의해 가압 성형을 하여 예비 성형체를 얻는 예비 성형부와,

상기 예비 성형체의 외주면을 보유하는 제 2 다이스와, 내주면을 보유하는 제 2 코어와, 바닥면을 보유하는 제 2 하부 펀치와, 상기 제 2 하부 펀치에 대향하는 제 2 상부 펀치와, 상기 예비 성형체에 자장을 인가하기 위한 자장 인가 수단과, 상기 예비 성형체를 가열하기 위한 가열 수단을 가지고, 이들을 사용하여 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 얻는 자장 배향 성형부와,

상기 예비 성형체를 보유하여 상기 예비 성형부에서 상기 자장 배향 성형부로 반송하는 워크 반송부를 갖고 있고,

상기 제 1, 제 2 상부 펀치, 상기 제 1, 제 2 하부 펀치 및 상기 제 1, 제 2 코어는 각각 서보 모터에 의해 구동되도록 구성되어 있고,

또한, 상기 예비 성형부는 상기 예비 성형체 성형을 한 후에, 상기 예비 성형체의 질량을 측정하는 질량 측정 수단을 갖고 있고, 상기 제 1 하부 펀치는 상기 질량 측정 수단에 의해 측정한 예비 성형체의 질량에 근거하여, 상기 서보 모터에 의해 상기 가압 성형을 하기 전의 위치를 변경하여 상기 캐비티의 용적을 변경할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치에 있다(청구항 9).

본 발명의 제조 장치는 상기 제 1 발명에 있어서는 상기 본 성형부에 있어서 행한 가압 성형을 상기 자장 배향 성형부에 있어서 행함으로써, 상기 제 3 상부 펀치, 상기 제 3 하부 펀치, 상기 제 3 코어 및 가열 수단을 생략하여 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치의 비용 절감 및 콤팩트화를 도모한 것이다.

즉, 본 발명에 있어서는, 상기 자장 배향 성형부에 있어서, 예비 성형체에 가압 성형을 하여 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 직접 얻을 수 있다. 본 발명에 있어서도, 이 이외의 구성 및 작용 효과는 상기 제 1 발명과 같다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

상술한 본 발명에 있어서의 바람직한 실시형태에 대하여 설명한다.

상기 제 1, 제 2 발명에 있어서, 상기 이방성 자석 분말로서는, 알니코, 흑연, 희토류 코발트 또는 희토류 철 등의 이방성 자석 분말을 사용할 수 있다. 또한, 보다 바람직하게는, 이방성 자석 분말로서는, Nd-Fe-B계, Sm-Co계 등의 공지된 희토류 자석 분말을 사용할 수 있다.

또한, 상기 열 경화성 수지로서는, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지 등을 사용할 수 있다.

또한, 상기 고리형 자석 및 다수의 활형 자석은 각종 모터용 자석으로서 사용할 수 있다. 특히, 고리형 자석은 DC 모터의 고정자에 배치하여 사용할 수 있고, 다수의 활형 자석은 DC 모터의 고정자에 대향 배치하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 워크 반송부는 상기 자장 배향 성형부로 상기 예비 성형체를 반입함과 동시에, 상기 자장 배향 성형부로부터 상기 중간 성형체를 반출하는 자장 배향 성형부용 카세트와, 상기 본 성형부로 상기 중간 성형체를 반입함과 동시에, 상기 본 성형부로부터 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 반출하는 본 성형부용 카세트와, 상기 자장 배향 성형부용 카세트로부터 상기 중간 성형체를 받아들여, 이것을 상기 본 성형부용 카세트로 건네주는 로더 카세트를 갖고 있는 것이 바람직하다(청구항 2).

이 경우에는, 자장 배향 성형부에 있어서의 예비 성형체의 반입 및 중간 성형체 반출과, 본 성형부에 있어서의 중간 성형체의 반입 및 고리형 자석(다수의 활형 자석) 반출을 각각 상기 자장 배향 성형부용 카세트와 본 성형부용 카세트에 의해 병행하여 행할 수 있다. 또한, 각 카세트에 의한 반입 및 반출과, 상기 로더 카세트에 의한 수취 및 건네줌은 상기 각 성형부에 있어서 성형을 하고 있는 시간을 이용하여 행할 수 있다.

그 때문에, 각 성형체 또는 고리형 자석(다수의 활형 자석)인 워크 반입 및 반출 및 수취 및 건네줌으로써의 반송을 하기 위해 요하는 시간을 단축시킬 수 있어, 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석의 단위 시간당 제조 개수를 한층 더 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 워크 반송부는 상기 예비 성형부로부터 상기 예비 성형체를 반출하는 예비 성형부용 카세트를 갖고 있을 수도 있다. 이 경우에는, 이 예비 성형부용 카세트를 상기 자장 배향 성형부용 카세트 및 본 성형부용 카세트와 병행하여 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 자장 배향 성형부용 카세트는 다음 번에 자장 배향 성형을 하는 상기 예비 성형체를 보유하여 상기 제 2 상부 펀치와 상기 제 2 하부 펀치 사이로 전진하여, 상기 예비 성형체를 상기 제 2 상부 펀치에 공급함과 동시에 이전 번에 자장 배향 성형한 상기 중간 성형체를 받아들여, 상기 중간 성형체를 보유하여 상기 제 2 상부 펀치와 상기 제 2 하부 펀치 사이로부터 후퇴하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다(청구항 3).

이 경우에는, 상기 자장 배향 성형부용 카세트는 상기 제 2 상부 펀치 및 제 2 하부 펀치 사이로 전진하였을 때에는, 상기 제 2 하부 펀치로부터 자장 배향 성형 후의 중간 성형체를 받아들일 수 있어, 상기 제 2 상부 펀치에 예비 성형체를 공급할 수 있다. 그 때문에, 상기 제 2 상부 펀치로의 예비 성형체 공급 및 상기 제 2 하부 펀치로부터의 중간 성형체의 축출을 단시간에 행할 수 있어, 자장 배향 성형부에 있어서의 반입 및 반출에 요하는 시간을 한층 더 단축시킬 수 있다.

또한, 상기 자장 배향 성형이란 상기 자장 배향 성형부에 있어서, 상기 자장 배향을 함과 동시에 상기 가압 성형을 하는 것을 말한다.

또한, 상기 자장 배향 성형부용 카세트는 상기 제 2 하부 펀치가 상기 중간 성형체를 상기 자장 배향 성형부용 카세트로 밀어냄으로써 상기 중간 성형체를 받아들이고, 한편, 상기 예비 성형체가 상기 중간 성형체에 의해 밀려남으로써 상기 예비 성형체를 상기 제 2 상부 펀치에 공급하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다(청구항 4).

이 경우에는, 상기 제 2 하부 펀치의 이동 동작을 이용하여, 상기 자장 배향 성형부용 카세트에의 상기 중간 성형체의 축출과, 상기 자장 배향 성형부용 카세트 로부터의 상기 예비 성형체의 추출 및 이 예비 성형체의 상기 제 2 상부 펀치로의 공급을 행할 수 있다. 즉, 상기 제 2 하부 펀치의 이동 동작에 의해, 이것에 보유한 상기 중간 성형체를 상기 자장 배향 성형부용 카세트로 밀어내어 축출할 수 있어, 이와 거의 동시에 상기 예비 성형체를 상기 자장 배향 성형부용 카세트로부터 상기 제 2 상부 펀치로 밀어내어 공급할 수 있다.

그 때문에, 상기 축출과 추출 및 공급을 행하기 위해 특별한 장치 등을 설치할 필요 없이, 간단한 자장 배향 성형부용 카세트의 구성에 의해 상기 축출과 추출 및 공급을 행할 수 있다. 또한, 상기 축출과 추출 및 공급을 거의 동시에 행할 수 있어, 자장 배향 성형부에 있어서의 반입 및 반출에 요하는 시간을 한층 더 단축시킬 수 있다.

또한, 상기 제 1 발명에 있어서의 자장 배향 성형부용 카세트는 상기 제 2 발명에 적용할 수도 있어, 제 2 발명에 있어서도 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 본 성형부용 카세트는 다음 번에 본 성형을 하는 상기 중간 성형체를 보유하여 상기 제 3 상부 펀치와 상기 제 3 하부 펀치 사이로 전진하여, 상기 중간 성형체를 상기 제 3 상부 펀치에 공급함과 동시에 이전 번에 본 성형한 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 받아들여, 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 보유하여 상기 제 3 상부 펀치와 상기 제 3 하부 펀치 사이로부터 후퇴하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다(청구항 5).

이 경우에는, 상기 제 3 하부 펀치의 이동 동작을 이용하여, 상기 본 성형부용 카세트로의 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석의 축출과, 상기 본 성형부 용 카세트로부터의 상기 중간 성형체의 추출 및 이 중간 성형체의 상기 제 3 상부 펀치로의 공급을 행할 수 있다. 즉, 상기 제 3 하부 펀치의 이동 동작에 의해, 이것에 보유한 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 상기 본 성형부용 카세트로 밀어내어 축출할 수 있고, 이와 거의 동시에 상기 중간 성형체를 상기 본 성형부용 카세트로부터 상기 제 3 상부 펀치로 밀어내어 공급할 수 있다.

그 때문에, 상기 축출과 추출 및 공급을 행하기 위해 특별한 장치 등을 설치할 필요 없이, 간단한 본 성형부용 카세트의 구성에 의해 상기 축출과 추출 및 공급을 행할 수 있다. 또한, 상기 축출과 추출 및 공급을 거의 동시에 행할 수 있어, 본 성형부에 있어서의 반입 및 반출에 요하는 시간을 한층 더 단축시킬 수 있다.

또한, 상기 본 성형이란 상기 본 성형부에 있어서 상기 가압 성형을 하는 것을 말한다.

또한, 상기 본 성형부용 카세트는 상기 제 3 하부 펀치가 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 상기 본 성형부용 카세트로 밀어냄으로써 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 받아들이고, 한편, 상기 중간 성형체가 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석에 의해 밀려남으로써 상기 중간 성형체를 상기 제 3 상부 펀치에 공급하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다(청구항 6).

이 경우에는, 상기 제 3 하부 펀치의 이동 동작을 이용하여, 상기 본 성형부용 카세트로의 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석의 축출과, 상기 본 성형부용 카세트로부터의 상기 중간 성형체 추출 및 이 중간 성형체의 상기 제 3 상부 펀 치로의 공급을 행할 수 있다. 즉, 상기 제 3 하부 펀치의 이동 동작에 의해, 이것에 보유한 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 상기 본 성형부용 카세트로 밀어내어 축출할 수 있고, 이와 거의 동시에 상기 중간 성형체를 상기 본 성형부용 카세트로부터 상기 제 3 상부 펀치로 밀어내어 공급할 수 있다.

그 때문에, 상기 축출과 추출 및 공급을 행하기 위해 특별한 장치 등을 설치할 필요 없이, 간단한 본 성형부용 카세트 구성에 의해 상기 축출과 추출 및 공급을 행할 수 있다. 또한, 상기 축출과 추출 및 공급을 거의 동시에 행할 수 있어, 본 성형부에 있어서의 반입 및 반출에 요하는 시간을 한층 더 단축시킬 수 있다.

또한, 상기 제 1 발명에 있어서는, 상기 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치는 상기 자장 배향 성형부와 상기 본 성형부가 각각 가압 성형을 하는 타이밍을 어긋나게 하여, 상기 제조 장치에 있어서의 피크 전력 발생을 억제하도록 구성하는 것이 바람직하다(청구항 7).

이 경우에는, 상기 자장 배향 성형부에 있어서의 각 서보 모터를 작동시켜 성형을 할 때에 필요해지는 전력과, 상기 본 성형부에 있어서의 각 서보 모터를 작동시켜 성형을 할 때에 필요해지는 전력과의 발생 시기를 어긋나게 할 수 있다. 이로써, 상기 제조 장치에 있어서 생기는 큰 전력의 발생 시기를 분산시킬 수 있어, 상기 제조 장치에 생기는 최대 출력 전력인 피크 전력을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 상기 제조 장치는 상기 3개의 성형부를 갖고 있으면서도 이 제조 장치에 필요시되는 최대 전력 공급 용량을 작게 할 수 있다.

또한, 상기 본 성형부는 다수 개 쌓아올린 상태의 상기 중간 성형체에 상기 제 3 상부 펀치 및 상기 제 3 하부 펀치에 의해 가압 성형을 하도록 구성하는 것이 바람직하다(청구항 8).

이 경우에는, 상기 자장 배향 성형부에 있어서의 자장 인가 수단의 제약에 의해, 상기 중간 성형체의 두께(축 방향 높이)를 크게 할 수 없는 때라도, 상기 본 성형부에 있어서, 중간 성형체를 다수 개 쌓아올린 상태에서 가압 성형함으로써, 각 중간 성형체를 축 방향으로 접합하여, 필요한 두께(축 방향 높이)의 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 얻을 수 있다.

또한, 상기 제 1, 제 2 발명에 있어서, 상기 워크 반송부는 상기 예비 성형체를 보유할 때에, 상기 예비 성형체를 예열할 수 있는 예열 수단을 갖고 있는 것이 바람직하다(청구항 10).

이 경우에는, 상기 예비 성형체 또는 활형 예비 성형체를 상기 예비 성형부로부터 상기 자장 배향 성형부로 반송할 때에, 상기 예비 성형체 또는 상기 활형 예비 성형체를 미리 가열해 둘 수 있어, 자장 배향 성형부에 있어서, 신속하게 자장 배향 및 가압 성형을 개시할 수 있다.

또한, 상기 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치는 상기 예비 성형체에 윤활유를 함침시키는 윤활유 함침부를 갖고 있고, 상기 윤활유 함침부는 상기 예비 성형체를 배치하기 위한 함침 지그(jig)와, 상기 함침 지그 내의 예비 성형체에 상기 윤활유를 공급하는 윤활유 공급 수단과, 상기 함침 지그 내의 예비 성형체에 함침된 윤활유를 흡인하는 흡인 수단을 갖고 있고, 상기 워크 반송부는 상기 윤활유를 함침하기 전의 예비 성형체를 보유하여 상기 예비 성형부로부터 상기 윤활유 함침 부로 반송하고, 한편, 상기 윤활유를 함침한 후의 예비 성형체를 보유하여 상기 윤활유 함침부로부터 상기 자장 배향 성형부로 반송할 수도 있도록 구성하는 것이 바람직하다(청구항 11).

이 경우에는, 상기 윤활유 함침부에 있어서, 상기 예비 성형체에 윤활유 함침을 하여 이 예비 성형체의 마찰 저항을 작게 할 수 있다.

그리고, 상기 워크 반송부에 의해 상기 윤활유의 함침을 한 예비 성형체를 상기 자장 배향 성형부에 반송하였을 때에는, 이 자장 배향 성형부에 있어서의 제 2 다이스, 제 2 상부 펀치, 제 2 하부 펀치 및 제 2 코어 등이 상기 예비 성형체 또는 성형 후의 중간 성형체와 마주 스칠 때에 생기는 마모 발생을 억제할 수 있다. 또한, 제 1 발명에 있어서는, 상기 윤활유 개재에 의해, 상기 본 성형부에 있어서도 마찬가지로, 이 본 성형부에 있어서의 제 3 다이스, 제 3 상부 펀치, 제 3 하부 펀치 및 제 3 코어 등이 상기 중간 성형체 또는 성형후의 고리형 자석(다수의 활형 자석)과 마주 스칠 때에 생기는 마모 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 자장 배향 성형부에 있어서, 상기 자장 배향 성형을 할 때에, 상기 예비 성형체에 윤활유가 함침되어 있음으로써, 자장 배향을 한층 더 원활하게 행할 수도 있다. 즉, 자장 배향 성형부에 있어서, 상기 예비 성형체 내에 포함되는 열 경화성 수지를 용융시켰을 때에, 상기 윤활유가 개재하고 있음으로써, 이방성 자석 분말을 한층 더 원활하게 소정의 방향으로 배향시킬 수 있다. 그 때문에, 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 제조하여, 이것에 착자를 하였을 때에는, 이 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석의 자석 성능을 한층 더 향상시킬 수 있 다.

또한, 상기 윤활유 함침부에 있어서는, 상기 윤활유 공급 수단에 의해, 상기 함침 지그 내에 배치한 예비 성형체에 윤활유를 공급하여 함침시켜, 상기 흡인 수단에 의해 상기 예비 성형체로부터 과잉 윤활유 흡인을 할 수 있다. 그 때문에, 예비 성형체에 가능한 한 균일한 상태에서 윤활유를 함침시킬 수 있다.

또한, 상기 흡인 수단에 의한 흡인 시간을 조절함으로써, 상기 예비 성형체로의 윤활유 함침량을 용이하게 조절할 수 있다. 그 때문에, 윤활유의 함침량을 필요하고 또한 충분한 량으로 할 수 있어, 예를 들면, 예비 성형체에 윤활유가 과잉 포함되어 있기 때문에, 이 윤활유에 의해 상기 자장 배향 성형부 및 상기 본 성형부를 더럽혀버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 워크 반송부에 의해, 상기 예비 성형체를 상기 예비 성형부로부터 상기 윤활유 함침부에, 또한, 이 윤활유 함침부에서 상기 자장 배향 성형부로 반송할 수 있어, 상기 제조 장치는 상기 윤활유 함침도 포함시켜 상기 컴파운드로부터 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 일관되게 제조할 수 있다.

또한, 상기 윤활유로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜계의 것을 사용할 수 있다.

(실시예)

이하에, 도면을 사용하여 본 발명의 고리형 자석의 제조 장치에 관련되는 실시예에 대하여 설명한다.

(실시예 1)

본 예의 고리형 자석의 제조 장치(1)는 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 이방성 자석 분말을 함유하는 컴파운드(80)로부터 이하의 예비 성형부(2), 자장 배향 성형부(3) 및 본 성형부(4) 3개의 성형부에 의해 고리형 자석(83)을 제조하는 것이다.

즉, 도 1, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 예비 성형부(2)는 고리형 캐비티(20)의 외주부를 형성하는 제 1 다이스(25)와, 내주부를 형성하는 제 1 코어(23)와, 바닥부를 형성하는 제 1 하부 펀치(21)와, 이 제 1 하부 펀치(21)에 대향하는 제 1 상부 펀치(22)를 갖고 있다.

그리고, 도 3, 도 6에 도시하는 바와 같이, 예비 성형부(2)는 다수의 이방성 자석 분말과 열 경화성 수지를 혼합하여 이루어지는 컴파운드(80)를 상기 고리형 캐비티(20)에 충전하여, 이 고리형 캐비티(20) 내에 있어서 상기 제 1 상부 펀치(22) 및 상기 제 1 하부 펀치(21)에 의해 가압 성형을 하여 고리형 예비 성형체(81)를 얻도록 구성되어 있다.

또한, 도 1, 도 17에 도시하는 바와 같이, 상기 자장 배향 성형부(3)는 상기 고리형 예비 성형체(81)의 외주면을 보유하는 제 2 다이스(35)와, 내주면을 보유하는 제 2 코어(33)와, 바닥면을 보유하는 제 2 하부 펀치(31)와, 이 제 2 하부 펀치(31)에 대향하는 제 2 상부 펀치(32)를 갖고 있다. 또한, 자장 배향 성형부(3)는 상기 고리형 예비 성형체(81)에 자장을 인가하기 위한 자장 인가 수단(36)과, 상기 고리형 예비 성형체(81)를 가열하기 위한 제 2 가열 수단(37)을 갖고 있다.

그리고, 도 10, 도 17에 도시하는 바와 같이, 자장 배향 성형부(3)는 상기 제 2 가열 수단(37)에 의해 상기 고리형 예비 성형체(81)를 가열하여, 이 고리형 예비 성형체(81) 중의 열 경화성 수지를 용융시킨 상태에 있어서, 상기 자장 인가 수단(36)에 의해 상기 고리형 예비 성형체(81) 중의 각 이방성 자석 분말을 자장 배향시킴과 동시에, 상기 제 2 상부 펀치(32) 및 상기 제 2 하부 펀치(31)에 의해 상기 고리형 예비 성형체(81)에 가압 성형을 하여, 고리형 중간 성형체(82)를 얻도록 구성되어 있다. 이하에, 자장 배향 성형부(3)에 있어서 행하는 자장 배향 및 가압 성형을 자장 배향 성형이라 말하는 경우가 있다.

또한, 도 1, 도 22에 도시하는 바와 같이, 상기 본 성형부(4)는 상기 고리형 중간 성형체(82)의 외주면을 보유하는 제 3 다이스(45)와, 내주면을 보유하는 제 3 코어(43)와, 바닥면을 보유하는 제 3 하부 펀치(41)와, 이 제 3 하부 펀치(41)에 대향하는 제 3 상부 펀치(42)와, 상기 고리형 중간 성형체(82)를 가열하기 위한 제 3 가열 수단(46)을 갖고 있다.

그리고, 도 16, 도 22에 도시하는 바와 같이, 본 성형부(4)는 상기 고리형 중간 성형체(82)에 가열을 함과 동시에, 상기 제 3 상부 펀치(42) 및 상기 제 3 하부 펀치(41)에 의해 가압 성형을 하여, 고리형 자석(83)을 얻도록 구성되어 있다. 이하에, 본 성형부(4)에 있어서 행하는 가압 성형을 본 성형이라 말하는 경우가 있다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 제조 장치(1)는 상기 고리형 예비 성형체(81)를 보유하여 상기 예비 성형부(2)에서 상기 자장 배향 성형부(3)로 반송하고, 한편, 상기 고리형 중간 성형체(82)를 보유하여 상기 자장 배향 성형부(3)에서 상기 본 성형부(4)로 반송하는 워크 반송부(5)를 갖고 있다.

또한, 도 4, 도 11, 도 19에 도시하는 바와 같이, 상기 제 1 내지 제 3 상부 펀치(22, 32, 42), 상기 제 1 내지 제 3 하부 펀치(21, 31, 41) 및 상기 제 1 내지 제 3 코어(23, 33, 43)는 각각 서보 모터(24, 34, 44)에 의해 구동되도록 구성되어 있다.

또한, 도 2, 도 4, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 예비 성형부(2)는 상기 고리형 예비 성형체(81)의 성형을 한 후에, 이 고리형 예비 성형체(81)의 질량을 측정하는 질량 측정 수단(26)을 갖고 있다. 그리고, 상기 제 1 하부 펀치(21)는 상기 질량 측정 수단(26)에 의해 측정한 고리형 예비 성형체(81)의 질량에 근거하여, 상기 서보 모터(24)에 의해 상기 가압 성형을 하기 전의 위치를 변경하여 상기 고리형 캐비티(20)의 용적을 변경할 수 있도록 구성되어 있다.

이하에, 이것을 상세히 설명한다.

(제조 장치의 주된 구성)

도 2, 도 26에 도시하는 바와 같이, 본 예의 고리형 자석의 제조 장치(1)는 상기 질량 측정 수단(26)을 갖는 예비 성형부(2), 상기 자장 배향 성형부(3), 상기 본 성형부(4), 상기 워크 반송부(5), 후술하는 윤활유 함침부(6) 및 워크 트랜스퍼(移載)부(7)을 가지고 구성되어 있다.

또한, 상기 워크 반송부(5)는 후술하는 반송 로봇(51), 자장 배향 성형부용 카세트(52), 본 성형부용 카세트(53) 및 로더 카세트(55)를 가지고 구성되어 있다. 또한, 상기 예비 성형부(2)는 후술하는 반송 바(27)를 갖고 있다.

또한, 상기 제조 장치(1)에 있어서는, 상기 제 1 내지 제 3 상부 펀치(22, 32, 42), 제 1 내지 제 3 하부 펀치(21, 31, 41) 및 제 1 내지 제 3 코어(23, 33, 43)를 구동하는 각 서보 모터(24, 34, 44)는 모두 제어 수단(도시 생략)에 의해 제어된다. 또한, 질량 측정 수단(26), 반송 바(27), 자장 인가 수단(36), 반송 로봇(51), 자장 배향 성형부용 카세트(52), 본 성형부용 카세트(53), 로더 카세트(55), 윤활유 함침부(6), 워크 트랜스퍼부(7) 등에 있어서의 각 동작도 또한 모두 제어 수단에 의해 제어된다.

즉, 본 예의 제조 장치(1)에 있어서의 일련의 동작은 전부 제어 수단에 의해 제어가 가능하다.

또한, 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 예비 성형부(2), 자장 배향 성형부(3) 및 본 성형부(4)는 모두 공통된 베이스 플레이트(10)에 배치되어 있다. 그리고, 예비 성형부(2), 자장 배향 성형부(3), 본 성형부(4), 워크 반송부(5), 윤활유 함침부(6) 및 워크 트랜스퍼부(7) 모두는 베이스 플레이트(10)에 설치되어 있고, 일체화되어 있다. 또한, 베이스 플레이트(10)는 가대(11)의 상면에 배치되어 있다.

(고리형 자석의 제조 흐름)

본 예의 고리형 자석의 제조 장치(1)는 이하의 흐름으로 상기 컴파운드(80)로부터 고리형 자석(83)을 제조한다(도 2 참조).

즉, 우선, 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 예비 성형부(2)에 있어서 컴파운드(80)로부터 고리형 예비 성형체(81)를 성형하여, 이것을 반송 바(27)에 의해 상기 질량 측정 수단(26)에 반송한다. 그리고, 질량 측정 수단(26)에 있어서, 고리형 예비 성형체(81)의 질량을 측정하여, 이 질량이 양품의 질량치 범위 내에 있으면, 이 고리형 예비 성형체(81)를 상기 반송 로봇(51)에 의해 윤활유 함침부(6)에 반송한다.

이어서, 도 8, 도 9에 도시하는 바와 같이, 윤활유 함침부(6)에 있어서는, 상기 고리형 예비 성형체(81)에 윤활유(65) 함침을 행하고, 그 후, 이 고리형 예비 성형체(81)를 상기 반송 로봇(51)에 의해 자장 배향 성형부용 카세트(52)로 반송한다.

이어서, 도 10, 도 11에 도시하는 바와 같이, 상기 고리형 중간 성형체(82)를 자장 배향 성형부용 카세트(52)에 의해 상기 자장 배향 성형부(3)에 반입한다. 그리고, 자장 배향 성형부(3)에 있어서는, 상기 고리형 예비 성형체(81)에 자장 배향 성형을 하여 상기 고리형 중간 성형체(82)를 성형한다. 그 후, 이 고리형 중간 성형체(82)를 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)에 의해 로더 카세트(55)에 반출한다.

이어서, 도 18, 도 19에 도시하는 바와 같이, 상기 고리형 중간 성형체(82)를 상기 로더 카세트(55)에 의해 본 성형부용 카세트(53)로 반송한다. 그리고, 이 고리형 중간 성형체(82)를 상기 본 성형부용 카세트(53)에 의해 상기 본 성형부(4)에 반입한다. 그리고, 본 성형부(4)에 있어서는, 상기 고리형 중간 성형체(82)에 더욱 성형을 하여 상기 고리형 자석(83)을 성형한다. 그 후, 이 고리형 자석(83)을 상기 본 성형부용 카세트(53)에 의해 상기 로더 카세트(55)에 반출한다.

그리고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 고리형 자석(83)을 상기 로더 카세트(55)에 의해 상기 축출부(77)에 반송하여, 상기 제조 장치(1)로부터 고리형 자석(83)을 축출 슈트(shoot; 78)에 축출한다.

그 후, 상기 고리형 자석(83)에서의 잔류 자기를 제거하고, 이 고리형 자석(83)에 N극 및 S극의 자력을 부여하여, 자력을 부여받은 고리형 자석(83) 제조를 할 수 있다.

이하에, 제조 장치(1)의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.

(예비 성형부)

우선은 상기 예비 성형부(2)에 대하여 설명한다.

도 1, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 예비 성형부(2)는 하측에 개구부를 가지고 내부에 상기 컴파운드(80)를 보유하여 상기 제 1 다이스(25) 상을 이동하는 절단 지그(281)를 갖고 있다. 그리고, 이 절단 지그(281)에 의해, 상기 제 1 하부 펀치(21) 및 제 1 코어(23) 상에 컴파운드(80)를 재치할 수 있다. 또한, 절단 지그(281)는 성형 후의 고리형 예비 성형체(81)를 상기 제 1 하부 펀치(21)의 배치 위치에서 소정의 반송 위치까지 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 예비 성형부(2)는 컴파운드(80)를 투입하여 이것을 저장하기 위한 컴파운드 탱크(282)를 갖고 있다. 그리고, 컴파운드(80)는 이 컴파운드 탱크(282)로부터 낙하하여 상기 절단 지그(281) 내에 공급되도록 되어 있다.

또한, 도 2, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 예비 성형부(2)는 상기 절단 지그(281)에 의해 상기 소정의 반송 위치까지 이동시킨 고리형 예비 성형체(81)를 상기 질량 측정 수단(26)까지 반송하는 반송 바(27)를 갖고 있다. 이 반송 바(27)는 고리형 예비 성형체(81)의 중공 구멍(811)에 삽입되어, 이 고리형 예비 성형체(81)를 걸면서 질량 측정 수단(26)까지 반송하는 것이다.

또한, 상기 질량 측정 수단(26)은 질량 측정 전의 고리형 예비 성형체(81) 1개 1개에 대하여, 제로 보정을 하고나서 질량 측정을 하도록 구성되어 있다. 이로써, 질량 측정 수단(26)에 의한 질량의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 제로 보정이란 질량 측정을 하기 전의 질량 측정 수단(26)이 나타내는 값을 질량 제로로 하여, 이 질량 측정 수단(26)의 리셋을 하는 것을 말한다. 본 예에서는, 질량 측정 수단(26)은 질량계를 사용하여 구성하였다.

또한, 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 예비 성형부(2)는 상기 제 1 다이스(25)를 설치한 제 1 고정 테이블(201)과, 제 1 상부 펀치(22)를 배치한 제 1 가압 테이블(202)을 갖고 구성되어 있다. 또한, 제 1 가압 테이블(202)은 서보 모터(24)에 의한 구동력을 받아 하강하도록 구성되어 있다. 또한, 상기 절단 지그(281)는 상기 제 1 고정 테이블(201) 위를 슬라이드하고, 또한, 상기 반송 바(27)는 제 1 고정 테이블(201) 상을 고리형 예비 성형체(81)를 슬라이드시키면서 반송하도록 구성되어 있다.

(자장 배향 성형부)

다음으로, 상기 자장 배향 성형부(3)에 대하여 설명한다.

도 1, 도 10에 도시하는 바와 같이, 본 예의 자장 인가 수단(36)은 상기 제 2 다이스(35)의 아래쪽에 배치한 원 고리형 하부 자장 코일(362)과, 가압 성형 시에 제 2 다이스(35)의 위쪽에 배치되는 원 고리형 상부 자장 코일(361)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 본 예에서는, 상기 상하 한 쌍의 자장 코일(361, 362)에 의해, 고리형 예비 성형체(81)에 방사상 방향으로 자장을 작용시켜 방사상 자장 배향을 한다.

또한, 이 이외에도 자장 인가 수단(36)으로서는, 상기 제 2 다이스(35)의 옆쪽에 있어서, 제 2 다이스(35)를 끼우도록 배치하여 이루어지는 한 쌍의 자장 코일에 의해 구성하여도 된다. 이 경우에는, 고리형 예비 성형체(81)에 액시얼(axial) 방향으로 자장을 작용시켜 액시얼 자장 배향을 할 수 있다.

또한, 본 예의 제 2 가열 수단(37)은 상기 제 2 다이스(35)를 가열하기 위해, 이 제 2 다이스(35) 근방에 설치한 히터에 의해 구성되어 있다.

도 10, 도 11에 도시하는 바와 같이, 상기 자장 배향 성형부(3)는 상기 제 2 다이스(35)를 설치한 제 2 고정 테이블(301)과, 제 2 상부 펀치(32)를 배치한 제 2 가압 테이블(302)과, 상기 상부 자장 코일(361)을 배치한 제 2 가압 서브 테이블(303)을 갖고 있다. 또한, 제 2 가압 테이블(302)은 서보 모터(34)에 의한 구동력을 받아 하강하도록 구성되어 있고, 제 2 가압 서브 테이블(303)은 상기 제 2 가압 테이블(302)보다도 선행하여 하강하도록 구성되어 있다.

또한, 제 2 가압 테이블(302)에는 실린더(304; 본 예에서는 에어 실린더)가 배치되어 있다.

그리고, 제 2 가압 서브 테이블(303)은 상기 제 2 가압 테이블(302)에 배치한 실린더(304)에 의해 가압되어, 제 2 가압 테이블(302)보다도 선행하여 하강하여, 상기 제 2 상부 펀치(32)에 의해 고리형 예비 성형체(81)에 가압을 할 때에는, 상기 상부 자장 코일(361)을 상기 제 2 다이스(35) 근방까지 이동시킬 수 있다.

또한, 도 11에 도시하는 바와 같이, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)는 상기 제 2 고정 테이블(301) 위를 슬라이드하면서 고리형 예비 성형체(81)를 반입하고, 고리형 중간 성형체(82)를 반출하도록 구성되어 있다.

또한, 도 12에 도시하는 바와 같이, 상기 제 2 상부 펀치(32)는 그 외주면에 슬라이드 가능하게 배치한 워크 홀더(321)를 갖고 있다. 이 워크 홀더(321)는 고리형 단면 형상을 갖고 있고, 그 내주면에 고리형 예비 성형체(81)를 보유할 수 있는 홀더 보유부(322)를 갖고 있다. 또한, 워크 홀더(321)는 홀더 보유부(322)에 고리형 예비 성형체(81)를 흡착시키기 위한 자석(323)을 갖고 있다.

(본 성형부)

다음으로, 상기 본 성형부(4)에 대해서 설명한다.

도 1, 도 18에 도시하는 바와 같이, 상기 본 성형부(4)는 상기 제 3 다이스(45)를 설치한 제 3 고정 테이블(401)과, 제 3 상부 펀치(42)를 배치한 제 3 가압 테이블(402)을 갖고 구성되어 있다. 또한, 제 3 가압 테이블(402)은 서보 모터(44)에 의한 구동력을 받아 하강하도록 구성되어 있다.

또한, 상기 본 성형부용 카세트(53)는 상기 제 3 고정 테이블(401) 위를 슬라이드하면서 고리형 예비 성형체(81)를 반입하고, 고리형 중간 성형체(82)를 반출하도록 구성되어 있다.

또한, 본 예의 제 3 가열 수단(46)은 상기 제 3 다이스(45)를 가열하기 위해, 이 제 3 다이스(45) 근방에 설치한 히터에 의해 구성되어 있다.

또한, 도 20에 도시하는 바와 같이, 상기 제 3 상부 펀치(42)는 그 외주면에 슬라이드 가능하게 배치한 워크 홀더(421)를 갖고 있다. 이 워크 홀더(421)는 고리형 단면 형상을 갖고 있고, 그 내주면에 고리형 중간 성형체(82)를 보유할 수 있는 홀더 보유부(422)를 갖고 있다. 또한, 워크 홀더(421)는 홀더 보유부(422)에 고리형 중간 성형체(82)를 흡착시키기 위한 자석(423)을 갖고 있다.

또한, 본 예의 예비 성형부(2), 자장 배향 성형부(3) 및 본 성형부(4)는 모두 전동식 서보 프레스를 구성한다.

즉, 상기 제 1 내지 제 3 상부 펀치(22, 32, 42), 상기 제 1 내지 제 3 하부 펀치(21, 31, 41) 및 상기 제 1 내지 제 3 코어(23, 33, 43)는 각각 서보 모터(24, 34, 44)에 의해 구동되도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 각 상부 펀치(22, 32, 42), 하부 펀치(21, 31, 41) 및 코어(23, 33, 43)에는 모두 각 서보 모터(24, 34, 44)의 회전력을 받아 회전하는 각 이송 나사(도시 생략)에 나사 결합하는 각 너트부(도시 생략)가 고정되어 있다. 그리고, 각 서보 모터(24, 34, 44)에 의한 회전 토크는 각 이송 나사 및 이송 너트에 의해, 각 상부 펀치(22, 32, 42), 하부 펀치(21, 31, 41) 및 코어(23, 33, 43)의 축 방향 추진력으로 변환되도록 되어 있다.

(윤활유 함침부)

다음으로, 윤활유 함침부(6)에 대해서 설명한다.

도 2, 도 8, 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 고리형 자석의 제조 장치(1)는 상기 고리형 예비 성형체(81)에 윤활유(65)를 함침시키는 윤활유 함침부(6)를 갖고 있다. 이 윤활유 함침부(6)는 상기 고리형 예비 성형체(81)를 배치하기 위한 함침 지그(60)와, 이 함침 지그(60) 내의 고리형 예비 성형체(81)에 상기 윤활유(65)를 공급하기 위한 윤활유 공급 수단(63)과, 상기 함침 지그(60) 내의 고리형 예비 성형체(81)에 함침된 과잉 윤활유(65)를 흡인하기 위한 흡인 수단(64)을 갖고 있다. 또한, 윤활유 함침부(6)는 윤활유(65)를 저장하는 윤활유 탱크(631)를 갖고 있다.

도 8, 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 함침 지그(60)는 상기 고리형 예비 성형체(81)를 삽입 배치하기 위한 워크 보유금형(61)을 갖고 있고, 이 워크 보유금형(61)의 아래쪽에는 흡인 수단(64)에 의해 진공 상태가 형성되는 흡인 박스(62)가 배치되어 있다.

또한, 상기 워크 보유금형(61)에는 상기 고리형 예비 성형체(81) 전체를 삽 입 배치하여 윤활유(65)를 공급하기 위한 윤활유 공급 홈(611)이 형성되어 있고, 이 윤활유 공급 홈(611)의 아래쪽에는 상기 고리형 예비 성형체(81)에 함침된 과잉 윤활유(65)를 상기 흡인 박스(62) 내에 낙하시키기 위한 다수의 흡인 구멍(612)이 형성되어 있다.

또한, 상기 워크 보유금형(61)은 고리형 예비 성형체(81)의 내주면을 보유함과 동시에 바닥면을 보유하는 내주 보유부(615)와, 고리형 예비 성형체(81)의 외주면을 보유하는 외주 보유부(616)로 분할 형성되어 있다. 그리고, 외주 보유부(616)는 이것을 고정시키기 위한 플런저(617)를 조작함으로써 제거 가능하게 되어 있다.

또한, 도 8, 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 윤활유 공급 수단(63)은 윤활유(65)를 상기 윤활유 탱크(631)에서 상기 함침 지그(60)를 향하여 내보내기 위한 공급 펌프(632)와, 이 공급 펌프(632)로부터 상기 함침 지그(60)에 윤활유(65)를 공급하기 위한 공급 배관(633)을 갖고 있다. 그리고, 공급 배관(633)의 선단(634)은 함침 지그(60)의 상면에 있어서, 윤활유 공급 홈(611)보다도 내주 측의 위치에 개구하고 있다.

또한, 상기 흡인 수단(64)은 고리형 예비 성형체(81)로부터 과잉 윤활유(65)를 흡인하기 위한 흡인 펌프(641) 및 흡인 탱크(642)를 갖고 있다. 또한, 흡인 펌프(641) 및 흡인 탱크(642)는 흡인 배관(643)에 의해 상기 흡인 박스(62)에 접속되어 있다. 그리고, 흡인 펌프(641)는 상기 흡인 박스(62) 내의 에어를 흡인하는 진공 펌프이다. 또한, 흡인 펌프(641)에 의해, 상기 고리형 예비 성형체(81)로부터 흡인되어 상기 흡인 박스(62) 내로 낙하한 과잉 윤활유(65)는 흡인 펌프(641)에는 흡인되지 않고 윤활유 탱크(631)로 회수된다.

또한, 흡인 배관(643)이 흡인 탱크(642)에 개구하는 부위에는 흡인 펌프(641) 내에 컴파운드(80)나 윤활유(65)가 흡인되어버리는 것을 방지하기 위한 필터(613)가 배치되어 있다. 또한, 상기 흡인 박스(62)의 바닥부와 상기 윤활유 탱크(631)는 상기 함침 지그(60)에 있어서의 흡인 구멍(612)으로부터 낙하한 윤활유(65)를 윤활유 탱크(631)로 되돌리기 위한 리턴 배관(634)에 의해 접속되어 있다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 제조 장치(1)는 상기 함침 지그(60)와 동일한 구성의 예비 함침 지그(600)도 갖고 있고, 예를 들면, 사용중인 함침 지그(60)에 어떠한 트러블이 발생하였을 때에는 언제나 예비 함침 지그(600)로 바꾸어 사용할 수 있게 되어 있다.

(워크 반송)

다음으로, 상기 워크 반송부(5)에 대해서 설명한다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 워크 반송부(5)는 상기 질량 측정 수단(26)에서 상기 윤활유 함침부(6)로, 윤활유 함침부(6)에서 자장 배향 성형부(3)로, 자장 배향 성형부(3)에서 본 성형부(4)로, 본 성형부(4)에서 축출부(77)로 각 성형체(81, 82) 또는 고리형 자석(83)인 각 워크를 반송하도록 구성되어 있다.

그리고, 본 예의 워크 반송부(5)는 이하의 반송 로봇(51), 자장 배향 성형부용 카세트(52), 본 성형부용 카세트(53) 및 로더 카세트(55)를 갖고 있다.

도 2, 도 4, 도 11에 도시하는 바와 같이, 상기 반송 로봇(51)은 상기 질량 측정 수단(26)에서 상기 윤활유 함침부(6)로 윤활유 함침 전의 고리형 예비 성형체(81)를 보유하여 반송함과 동시에, 윤활유 함침부(6)로부터 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)로 윤활유 함침 후의 고리형 예비 성형체(81)를 보유하여 반송하는 것이다.

도 2, 도 11에 도시하는 바와 같이, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)는 상기 반송 로봇(51)으로부터 고리형 예비 성형체(81)를 받아들여, 이것을 상기 자장 배향 성형부(3)로 반입함과 동시에, 자장 배향 성형부(3)로부터 성형 후의 고리형 중간 성형체(82)를 받아들여 반출하는 것이다.

또한, 도 2, 도 26에 도시하는 바와 같이, 상기 로더 카세트(55)는 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)로부터 상기 고리형 중간 성형체(82)를 받아들여, 이것을 상기 본 성형부용 카세트(53)로 건네주는 것이다.

또한, 도 2, 도 19에 도시하는 바와 같이, 상기 본 성형부용 카세트(53)는 상기 로더 카세트(55)로부터 고리형 중간 성형체(82)를 받아들여, 이것을 상기 본 성형부(4)로 반입함과 동시에, 본 성형부(4)로부터 로더 카세트(55)로 상기 고리형 자석(83)을 반출하는 것이다.

(반송 로봇)

다음으로, 상기 반송 로봇(51)에 대해서 상세히 설명한다.

도 4, 도 8에 도시하는 바와 같이, 상기 반송 로봇(51)은 그 헤드부(510)에 고리형 예비 성형체(81)를 흡착하여 보유할 수 있는 워크 흡착부(511, 512)를 2개 갖고 있다. 상기 헤드부(510)는 고정부(513)와, 이 고정부(513)에 슬라이드 가능하게 배치한 슬라이드부(514)를 갖고 있다. 또한, 슬라이드부(514)의 선단에는 자석(515)이 설치되어 있다.

그리고, 반송 로봇(51)은 슬라이드부(514)를 전진시켰을 때에는, 고리형 예비 성형체(81)를 자석(515)에 흡착할 수 있고, 후퇴시켰을 때에는, 고리형 예비 성형체(81)를 자석(515)으로부터 이탈할 수 있게 되어 있다.

또한, 본 예의 반송 로봇(51)은 한쪽의 워크 흡착부(511)에 윤활유 함침 전의 고리형 예비 성형체(81)를 흡착하고, 다른 한쪽의 워크 흡착부(512)에 윤활유 함침 후의 고리형 예비 성형체(81)를 흡착할 수 있도록 구성되어 있다.

(자장 배향 성형부용 카세트 및 본 성형부용 카세트)

다음으로, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52) 및 본 성형부용 카세트(53)에 대해서 상세히 설명한다.

도 12 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)는 다음 번에 자장 배향 성형을 하는 고리형 예비 성형체(81)를 보유하여 상기 제 2 상부 펀치(32)와 상기 제 2 하부 펀치(31) 사이로 전진하고, 상기 고리형 예비 성형체(81)를 제 2 상부 펀치(32)에 공급함과 동시에 이전 번에 자장 배 향 성형한 고리형 중간 성형체(82)를 받아들여, 이 고리형 중간 성형체(82)를 보유하여 상기 제 2 상부 펀치(32)와 상기 제 2 하부 펀치(31) 사이로부터 후퇴하도록 구성되어 있다.

또한, 도 14에 도시하는 바와 같이, 자장 배향 성형부용 카세트(52)는 제 2 하부 펀치(31)가 고리형 중간 성형체(82)를 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)로 밀어냄으로써 이 고리형 중간 성형체(82)를 받아들이고, 한편, 상기 고리형 예비 성형체(81)가 상기 고리형 중간 성형체(82)에 의해 밀려남으로써 이 고리형 예비 성형체(81)를 제 2 상부 펀치(32)에 공급하도록 구성되어 있다.

또한, 도 20에 도시하는 바와 같이, 상기 본 성형부용 카세트(53)는 다음 번에 본 성형을 하는 상기 고리형 중간 성형체(82)를 보유하여 상기 제 3 상부 펀치(42)와 상기 제 3 하부 펀치(41) 사이로 전진하고, 상기 고리형 중간 성형체(82)를 상기 제 3 상부 펀치(42)에 공급함과 동시에 이전 번에 본 성형한 상기 고리형 자석(83)을 받아들여, 이 고리형 자석(83)을 보유하여 상기 제 3 상부 펀치(42)와 상기 제 3 하부 펀치(41) 사이로부터 후퇴하도록 구성되어 있다.

또한, 도 20에 도시하는 바와 같이, 본 성형부용 카세트(53)는 제 3 하부 펀치(41)가 고리형 자석(83)을 상기 본 성형부용 카세트(53)로 밀어냄으로써 이 고리형 자석(83)을 받아들이고, 한편, 상기 고리형 중간 성형체(82)가 상기 고리형 자석(83)에 의해 밀려남으로써 이 고리형 중간 성형체(82)를 제 3 상부 펀치(42)에 공급하도록 구성되어 있다.

또한, 도 12에 도시하는 바와 같이, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)는 상기 고리형 예비 성형체(81) 및 상기 고리형 중간 성형체(82)를 삽입 배치하여 보유하기 위한 워크 보유 구멍(521)을 갖고 있다.

또한, 도 20에 도시하는 바와 같이, 상기 본 성형부용 카세트(53)도 마찬가지로, 상기 고리형 중간 성형체(82) 및 상기 고리형 자석(83)을 삽입 배치하여 보유하기 위한 워크 보유 구멍(531)을 갖고 있다.

도 12, 도 20에 도시하는 바와 같이, 워크 보유 구멍(521)의 깊이는 고리형 예비 성형체(81)의 두께와 대략 동일 또는 고리형 예비 성형체(81)의 두께보다도 크게 되어 있다. 또한, 워크 보유 구멍(531)의 깊이는 고리형 중간 성형체(82)의 두께와 대략 동일 또는 고리형 중간 성형체(82)의 두께보다도 크게 되어 있다. 그리고, 각 카세트(52, 53)는 각 워크 보유 구멍(521, 531)에 각 성형체(81, 82) 또는 고리형 자석(83)을 삽입 배치하여 반입 또는 반출할 수 있고, 각 성형체(81, 82) 또는 고리형 자석(83)의 외주면에 상처 또는 파손 등이 생기지 않도록 이들을 보호할 수 있다.

또한, 도 12, 도 20에 도시하는 바와 같이, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52) 및 본 성형부용 카세트(53)에 있어서의 각 워크 보유 구멍(521, 531)에는 각각 자석(522, 532)이 배치되어 있다. 그리고, 각 카세트(52, 53)는 각 자석(522, 532)에 각 성형체(81, 82) 또는 고리형 자석(83)을 흡착하여, 이들을 보유할 수 있게 되어 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 자장 배향 성형부(3)에 있어서의 제 2 다이스(35) 및 본 성형부(4)에 있어서의 제 3 다이스(45)는 각 가열 수단(37, 46)에 의해 가열 된 상태에 있다. 그 때문에, 상기 각 카세트(52, 53)의 각 아암부(523, 533)(도 11, 도 19 참조)는 열의 영향을 그다지 받지 않는 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 이 이외에도, 각 아암부(523, 533)에 냉각 팬 또는 방열 핀 등의 냉각 수단을 설치하여, 상기 열의 영향을 막을 수도 있다.

또한, 상기 자장 배향 성형부(3)에 있어서의 워크 홀더(321) 및 본 성형부(4)에 있어서의 워크 홀더(421)에 대해서도 마찬가지로, 열의 영향을 그다지 받지 않는 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 이 이외에도 각 워크 홀더(321, 421)를 냉각 수단에 의해 냉각할 수도 있다.

(버퍼부)

도 2, 도 26에 도시하는 바와 같이, 상기 제조 장치(1)는 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)와 상기 본 성형부용 카세트(53)의 중간 위치에 고리형 중간 성형체(82)를 일시적으로 보류해 두기 위한 버퍼부(54)를 갖고 있다. 그리고, 자장 배향 성형부(3)에 있어서 성형된 고리형 중간 성형체(82)는 상기 버퍼부(54)에 일단 보류된 후, 본 성형부(4)에 반입된다.

이와 같이, 본 예에서는, 상기 버퍼부(54)를 설치함으로써, 상기 로더 카세트(55)가 각 성형체(81, 82) 또는 고리형 자석(83)을 반송할 때의 스트로크를 작게 할 수 있다. 이로써, 상기 제조 장치(1)를 크게 해버리는 일 없이, 1개의 로더 카세트(55)를 왕복 이동시키는 것 만으로, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)에서 버퍼부(54)로, 버퍼부(54)에서 본 성형부용 카세트(53)로, 본 성형부용 카세트(53) 에서 축출부(77)로 워크 반송을 할 수 있다.

또한, 상기 버퍼부(54)에는 상기 고리형 중간 성형체(82)를 삽입 배치하여 보유하기 위한 버퍼 보유 구멍(541)을 갖고 있다. 이 버퍼 보유 구멍(541)에는 자석(도시 생략)이 배치되어 있다. 그리고, 버퍼부(54)는 자석에 고리형 중간 성형체(82)를 흡착하여, 이것을 보유할 수 있게 되어 있다.

(로더 카세트)

다음으로, 상기 로더 카세트(55)에 대해서 상세 설명한다.

도 2, 도 26에 도시하는 바와 같이, 상기 로더 카세트(55)는 상기 각 카세트(52, 53)와 마찬가지로, 상기 각 성형체(81, 82) 또는 고리형 자석(83)을 삽입 배치하여 보유하기 위한 로더 보유 구멍(551 내지 553)을 갖고 있다. 또한, 본 예의 로더 카세트(55)는 자장 배향 성형부용 카세트(52)로부터 고리형 중간 성형체(82)를 받아들여 이것을 상기 버퍼부(54)에 건네주기 위한 제 1 로더 보유 구멍(551)과, 상기 버퍼부(54)로부터 고리형 중간 성형체(82)를 받아들여 이것을 상기 본 성형부용 카세트(53)에 건네주기 위한 제 2 로더 보유 구멍(552)과, 본 성형부용 카세트(53)로부터 상기 고리형 자석(83)을 받아들여 이것을 상기 축출부(77)에 건네주기 위한 제 3 로더 보유 구멍(553)을 갖고 있다.

또한, 도 26에 도시하는 바와 같이, 상기 로더 카세트(55)에 있어서의 제 1 내지 제 3 로더 보유 구멍(551 내지 553)에는 모두 자석(도시 생략)이 배치되어 있다. 그리고, 로더 카세트(55)는 각 자석에 각 성형체(81, 82) 또는 고리형 자석(83)을 흡착하여 이들을 보유할 수 있게 되어 있다.

(워크 트랜스퍼부)

도 11, 도 19, 도 26에 도시하는 바와 같이, 상기 제조 장치(1)는 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52), 상기 본 성형부용 카세트(53) 및 상기 버퍼부(54)와 상기 로더 카세트(55) 사이에서 각 성형체(81, 82) 또는 고리형 자석(83)인 각 워크(81 내지 83)의 트랜스퍼를 할 수 있는 워크 트랜스퍼부(7)를 갖고 있다.

이 워크 트랜스퍼부(7)는 이하의 제 1 내지 제 6 트랜스퍼 핀(71 내지 76)을 갖고 있고, 이들을 이동시킴으로써, 상기 각 워크(81 내지 83)의 트랜스퍼를 할 수 있다.

즉, 도 26에 도시하는 바와 같이, 상기 제 1 트랜스퍼 핀(71)은 자장 배향 성형부용 카세트(52)의 워크 보유 구멍(521)에 보유한 고리형 중간 성형체(82)를 이 자장 배향 성형부용 카세트(52)로부터 카세트(55)의 제 1 로더 보유 구멍(551)에 트랜스퍼하기 위한 것이다.

또한, 상기 제 2 트랜스퍼 핀(72)은 상기 버퍼부(54)에 설치한 버퍼 보유 구멍(541)에 보유한 고리형 중간 성형체(82)를 이 버퍼부(54)로부터 로더 카세트(55)의 제 2 로더 보유 구멍(552)에 트랜스퍼하기 위한 것이다. 또한, 상기 제 3 트랜스퍼 핀(73)은 로더 카세트(55)의 제 1 로더 보유 구멍(551)에 보유한 고리형 중간 성형체(82)를 버퍼부(54)의 버퍼 보유 구멍(541)에 트랜스퍼하기 위한 것이다.

또한, 도 26에 도시하는 바와 같이, 상기 제 4 트랜스퍼 핀(74)은 상기 본 성형부용 카세트(53)의 워크 보유 구멍(531)에 보유한 고리형 자석(83)을 이 본 성형부용 카세트(53)로부터 로더 카세트(55)의 제 3 로더 보유 구멍(553)에 트랜스퍼하기 위한 것이다. 또한, 상기 제 5 트랜스퍼 핀(75)은 로더 카세트(55)의 제 2 로더 보유 구멍(552)에 보유한 고리형 중간 성형체(82)를 본 성형부용 카세트(53)의 워크 보유 구멍(531)에 트랜스퍼하기 위한 것이다.

또한, 상기 제 6 트랜스퍼 핀(76)은 상기 로더 카세트(55)의 제 3 로더 보유 구멍(553)에 보유한 고리형 자석(83)을 이 로더 카세트(55)로부터 상기 축출부(77)에 축출하기 위한 것이다.

또한, 도 26 내지 도 30에 도시하는 바와 같이, 상기 로더 카세트(55)는 각 성형체(81, 82) 또는 고리형 자석(83)인 각 워크(81 내지 83)를 받아들이는 수취 위치(555)와, 각 워크(81 내지 83)를 받아서 건네주는 인수 및 인도 위치(556) 사이에서 왕복 이동 가능하다.

그리고, 도 27에 도시하는 바와 같이, 상기 수취 위치(555)에 있는 로더 카세트(55)는 상기 제 1 트랜스퍼 핀(71)의 동작에 의해, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)로부터 고리형 중간 성형체(82)를 받아들이고, 상기 제 2 트랜스퍼 핀(72)의 동작에 의해, 상기 버퍼부(54)로부터 고리형 중간 성형체(82)를 받아들이고, 상기 제 4 트랜스퍼 핀(74)의 동작에 의해, 상기 본 성형부용 카세트(53)로부터 고리형 자석(83)을 받아들이도록 구성되어 있다.

한편, 도 29에 도시하는 바와 같이, 상기 인수 및 인도 위치(556)에 있는 로더 카세트(55)는 상기 제 3 트랜스퍼 핀(73)의 동작에 의해 상기 로더 카세트(55) 로부터 버퍼부(54)에 고리형 중간 성형체(82)를 건네주고, 상기 제 5 트랜스퍼 핀(75)의 동작에 의해 상기 로더 카세트(55)로부터 본 성형부용 카세트(53)에 고리형 중간 성형체(82)를 건네줘, 상기 제 6 트랜스퍼 핀(76)의 동작에 의해 상기 로더 카세트(55)로부터 축출부(77)에 고리형 자석(83)을 축출하도록 구성되어 있다.

(예비 성형 방법)

다음으로, 상기 예비 성형부(2)에 있어서 성형을 하는 방법에 대해서 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 상기 예비 성형부(2)에 있어서는, 상기 컴파운드(80)를 보유한 절단 지그(281)를 상기 제 1 하부 펀치(21) 및 상기 제 1 코어(23)의 위쪽까지 전진시킨다. 이 때, 절단 지그(281)의 전진에 의해, 이전 번에 성형한 고리형 예비 성형체(81)를 상기 소정의 반송 위치까지 이동시킬 수 있다.

그리고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 절단 지그(281)를 제 1 하부 펀치(21) 및 제 1 코어(23)의 위쪽에 배치한 상태에서, 상기 제 1 다이스(25)에 대하여, 제 1 하부 펀치(21) 및 제 1 코어(23)를 하강시켜, 상기 고리형 캐비티(20)보다도 큰 용적을 갖는 충전용 스페이스(200)를 형성함과 동시에 이것에 상기 컴파운드(80)를 충전한다.

이어서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제 1 다이스(25)에 대하여, 제 1 하부 펀치(21) 및 제 1 코어(23)를 상승시켜 컴파운드(80)가 충전된 고리형 캐비티(20) 를 형성함과 동시에 잉여 컴파운드(80)를 이 고리형 캐비티(20) 밖으로 배출한다. 그리고, 컴파운드(80)를 보유한 절단 지그(281)를 원래의 퇴피 위치로 후퇴시킨다(도 1 참조).

그 후, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상기 제 1 상부 펀치(22)를 하강시켜, 상기 고리형 캐비티(20) 내의 컴파운드(80)를 제 1 상부 펀치(22)와 제 1 하부 펀치(21) 사이에서 압축함으로써, 고리형 예비 성형체(81)를 성형한다.

그리고, 이 압축 성형은 제 1 상부 펀치(22)를 하강시킴과 동시에 제 1 코어(23)도 하강시키고, 이들을 연동하여 하강시키면서 상기 컴파운드(80)를 가압함으로써 행할 수 있다. 또한, 이 압축 성형 시에는, 상기 서보 모터(24)를 제어하여, 제 1 코어(23)에 제 1 상부 펀치(22) 방향을 향한 상승 추진력을 부여해 두고, 이 상승 추진력보다도 큰 제 1 상부 펀치(22)의 하강 추진력에 의해, 제 1 코어(23)를 제 1 상부 펀치(22)에 추종하여 하강시킬 수 있다.

그리고, 제 1 하부 펀치(21)를 상승시켜 성형 후의 고리형 예비 성형체(81)를 제 1 다이스(25) 내에서 뽑아낸다. 그 후는 상기한 바와 같이 다시 절단 지그(281)를 전진시킬 수 있어, 이후, 동일하게 하여, 상기 컴파운드(80)로부터 상기 고리형 예비 성형체(81)를 반복하여 성형할 수 있다.

또한, 도 2, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 소정의 반송 위치로 이동된 고리형 예비 성형체(81)는 상기 반송 바(27)에 의해 상기 질량 측정 수단(26)에 반송된다. 이 반송 시에는, 반송 바(27)는 질량 측정 수단(26)의 바로 앞 위치까지 고리형 예비 성형체(81)를 반송하였으면, 이 반송을 일단 정지한다. 그리고, 질량 측정 수단(26)은 현시점의 질량 값을 리셋하여 제로 보정을 한다.

이 제로 보정 후, 상기 반송 바(27)는 다시 이동하여, 상기 고리형 예비 성형체(81)를 상기 일단 정지한 장소에서 상기 질량 측정 수단(26)까지 반송한다.

이어서, 질량 측정 수단(26)은 고리형 예비 성형체(81)의 질량을 측정하여, 이 질량이 양품의 질량치 범위 내에 있는지의 여부를 판정한다.

그리고, 이 판정이 양품의 질량치 범위 내에 있으면, 상기 반송 로봇(51)에 의해 이 양품이라 판정된 고리형 예비 성형체(81)를 상기 윤활유 함침부(6)에 반송한다. 한편, 상기 판정이 양품의 질량치 범위 내에 없을 때에는, 질량 측정 수단(26)은 상기 고리형 예비 성형체(81)를 불량품이라 판정하여, 이것을 상기 반송 로봇(51)에 의해 제조 라인으로부터 뺀다. 그리고, 이 불량품이라 판정된 고리형 예비 성형체(81)는 윤활유 함침부(6)에는 반송하지 않고, 허물어 다시 컴파운드(80)로서 사용할 수 있다.

그런데, 본 예에 있어서는, 제어 수단에 의해, 상기 질량 측정 수단(26)에 의한 질량 측정치를 감시하고 있고, 이 질량 측정치를 상기 예비 성형부(2)에 피드백하여 반영시킨다. 즉, 예비 성형부(2)에 있어서의 제 1 하부 펀치(21)는 질량 측정 수단(26)에 의한 불량품 판정이 계속되거나 불량품 판정이 많아지거나 하였을 때에는, 상기 질량 측정치에 근거하여, 상기 가압 성형(압축 성형)을 하기 전의 위치를 변경할 수 있다.

구체적으로는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 상기 양품의 질량치보다도 큰 질량의 고리형 예비 성형체(81)가 계속하거나 또는 많이 성형되었을 때에는, 상기 가 압 성형 전의 제 1 하부 펀치(21)의 위치를 현 상태보다도 얕은 위치로 변경하여 고리형 캐비티(20)의 용량을 작게 할 수 있다. 한편, 상기 양품의 질량치보다도 작은 질량의 고리형 예비 성형체(81)가 계속되거나 또는 많이 성형되었을 때에는, 상기 가압 성형 전의 제 1 하부 펀치(21)의 위치를 현 상태보다도 깊은 위치로 변경하여 고리형 캐비티(20)의 용량을 크게 할 수 있다.

상기한 바와 같이, 고리형 예비 성형체(81)의 질량에 변동이 생겨버리는 요인으로서는, 예를 들면, 컴파운드(80)의 로드마다의 차이에 의해, 이 컴파운드(80)의 상기 고리형 캐비티(20)로의 충전의 용이함이 변화하여버리는 경우를 생각할 수 있다.

이와 같이, 상기 예비 성형부(2)에 있어서는, 상기 질량 측정 수단(26)에 의한 질량 측정치에 근거하여, 고리형 캐비티(20)의 용량을 적당히 변경할 수 있어, 상기 고리형 예비 성형체(81)의 불량품 발생을 적게 할 수 있다.

(윤활유 함침 방법)

다음으로, 상기 윤활유 함침부(6)에 있어서 윤활유(65)를 함침하는 방법에 대해서 설명한다.

도 2, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 반송 로봇(51)은 상기 질량 측정 수단(26)으로부터 상기 양품이라 판정된 고리형 예비 성형체(81)를 상기 윤활유 함침부(6)에 반송한다.

즉, 도 8에 도시하는 바와 같이, 반송 로봇(51)은 한쪽의 워크 흡착부(511) 에 상기 양품이라 판정된 고리형 예비 성형체(81)를 흡착하여, 이것을 상기 윤활유 함침부(6)에 있어서의 함침 지그(60)를 향하여 반송한다. 그리고, 반송 로봇(51)은 함침 지그(60)에 근접하면, 다른 한쪽의 워크 흡착부(512)에 이전 번에 윤활유(65) 함침을 한 고리형 예비 성형체(81)를 흡착하여, 함침 지그(60) 내로부터 뽑아낸다.

이어서, 도 8에 도시하는 바와 같이, 상기 윤활유 공급 수단(63)에 의해, 상기 함침 지그(60) 내에 윤활유(65)를 공급하고, 그 후, 상기 한쪽의 워크 흡착부(511)에 흡착한 윤활유 함침 전의 고리형 예비 성형체(81)를 상기 함침 지그(60) 내에 삽입한다. 이 때, 고리형 예비 성형체(81) 전체에 윤활유(65)가 침투한다.

이어서, 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 흡인 수단(64)에 의해, 상기 함침 지그(60) 내의 고리형 예비 성형체(81)에 함침된 윤활유(65) 흡인을 소정 시간 행하여, 이 고리형 예비 성형체(81)로부터 과잉 윤활유(65)를 흡인한다. 이렇게 하여, 필요하고 또한 충분한 윤활유(65)를 고리형 예비 성형체(81) 전체에 거의 균일하게 함침시킬 수 있다.

(자장 배향 성형 방법)

다음으로, 상기 자장 배향 성형부(3)에 있어서 자장 배향 성형을 하는 방법에 대해서 설명한다.

도 1, 도 2, 도 11, 도 12에 도시하는 바와 같이, 상기 자장 배향 성형부(3) 에 있어서는, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)에 의해, 상기 고리형 예비 성형체(81)가 반입된다.

그리고, 도 16에 도시하는 바와 같이, 이 고리형 예비 성형체(81)를 제 2 다이스(35), 제 2 코어(33) 및 제 2 하부 펀치(31)에 의해 형성된 제 2 고리형 캐비티(30) 내에 배치한다.

이 때, 상기 제 2 가열 수단(37)에 의해, 제 2 다이스(35) 내는 소정의 온도로 가열되어 있다. 그 때문에, 상기 제 2 고리형 캐비티(30)에 배치된 고리형 예비 성형체(81)가 가열되고, 이 고리형 예비 성형체(81) 중의 열 경화성 수지가 용융하여, 이 고리형 예비 성형체(81) 중의 다수의 이방성 자석 분말이 회전하거나 이동하거나 할 수 있는 상태가 형성된다.

그리고, 우선, 도 16에 도시하는 바와 같이, 상기 실린더(304)에 의해 상기 제 2 가압 서브 테이블(303)을 하강시켜, 상기 상부 자장 코일(361)을 상기 제 2 다이스(35)의 위쪽에 접근시킨다.

이어서, 도 17에 도시하는 바와 같이, 상기 상부 자장 코일(361) 및 하부 자장 코일(362)에 통전을 하여, 제 2 다이스(35)의 상하에서 제 2 다이스(35)의 중심 측을 향함과 동시에 이 중심 측에서 제 2 다이스(35)의 원주 방향을 향하여 방사상으로 흐르는 래디얼 자장을 발생시킨다. 동일 도면에 있어서, 이 래디얼 자장에 의한 자력선을 M으로 나타낸다.

상기 래디얼 자장의 작용에 의해, 상기 제 2 고리형 캐비티(30) 내에 보유된 고리형 예비 성형체(81) 중의 각 이방성 자석 분말은 열 경화성 수지 중을 회전하 거나 이동하거나 하여 원주 방향을 향하여 방사상으로 배향한다. 이로써, 각 이방성 자석 분말의 자화 용이 축(자화가 되기 쉬운 방향)이 원주 방향을 향하여 방사상으로 배열되어, 방사상 방향의 자장 배향이 행하여진다. 그리고, 이 자장 배향이 행하여지고 있는 상태에서, 상기 제 2 상부 펀치(32)를 하강시켜, 야 제 2 상부 펀치(32)와 제 2 하부 펀치(31) 사이에 상기 용융 상태의 고리형 예비 성형체(81)를 끼우도록 압축 가압하여 고리형 중간 성형체(82)를 성형한다. 도 17에 있어서, 제 2 상부 펀치(32)에 의한 하중을 P로 나타낸다.

또한, 자장 배향 성형부(3)에 있어서, 고리형 중간 성형체(82)의 성형을 한 후에는, 상기 상하 한 쌍의 자장 코일(361, 362)에 통전을 하여 자장 배향을 함으로써, 고리형 중간 성형체(82) 및 제 2 다이스(35), 제 2 상부 펀치(32), 제 2 하부 펀치(31) 및 제 2 코어(33) 등은 착자되어 있다.

그 때문에, 고리형 중간 성형체(82)의 성형을 한 후에는, 상기 상하 한 쌍의 자장 코일(361, 362)에 상기 자장 배향을 하였을 때와는 반대 측에 통전을 한다. 그리고, 제 2 다이스(35)의 옆쪽에서 방사상으로 제 2 다이스(35)의 중심 측을 향함과 동시에 이 중심 측에서 제 2 다이스(35)의 상하로 나누어져 흐르는 자장을 발생시켜, 고리형 중간 성형체(82) 및 제 2 다이스(35), 제 2 상부 펀치(32), 제 2 하부 펀치(31) 및 제 2 코어(33) 등의 자력을 제거한다.

(본 성형 방법)

도 1, 도 2, 도 19, 도 20에 도시하는 바와 같이, 상기 본 성형부(4)에 있어 서는, 상기 본 성형부용 카세트(53)에 의해 상기 고리형 중간 성형체(82)가 반입된다.

그리고, 도 21에 도시하는 바와 같이, 이 고리형 중간 성형체(82)를 제 3 다이스(45), 제 3 코어(43) 및 제 3 하부 펀치(41)에 의해 형성된 제 3 고리형 캐비티(40) 내에 배치한다.

이 때, 상기 제 3 가열 수단(46)에 의해 제 3 다이스(45) 내는 소정의 온도로 가열되어 있다. 그 때문에, 상기 제 3 고리형 캐비티(40)에 배치된 고리형 중간 성형체(82)가 가열되어, 이 고리형 중간 성형체(82) 중의 열 경화성 수지가 다시 용융한다. 또한, 이 용융 상태는 완전한 용융 상태일 필요는 없고, 어느 정도까지 용융을 한 반용융 상태여도 된다.

또한, 본 성형부(4)에 있어서의 제 3 가열 수단(46)에 의한 가열 온도는 상기 자장 배향 성형부(3)에 있어서의 제 2 가열 수단(37)에 의한 가열 온도보다도 높게 해 둔다.

그리고, 도 22에 도시하는 바와 같이, 고리형 중간 성형체(82) 중의 열 경화성 수지의 용융을 한 상태에서, 상기 제 3 상부 펀치(42)를 하강시켜, 이 제 3 상부 펀치(42)와 제 3 하부 펀치(41) 사이에 상기 용융 상태의 고리형 중간 성형체(82)를 끼우도록 압축 가압한다. 이 압축 가압은 상기 제 3 상부 펀치(42)에 의한 가압력을 상기 자장 배향 성형부(3)에 있어서의 제 2 상부 펀치(32)에 의한 가압력보다도 크게 하여 행한다. 이렇게 하여, 고리형 중간 성형체(82)가 더욱 압축 성형되어, 고리형 자석(83)이 성형된다.

(카세트 반송 방법)

다음으로, 자장 배향 성형부용 카세트(52)에 의한 반입 및 반출 방법에 대해서 설명한다.

도 2, 도 11에 도시하는 바와 같이, 상기 반송 로봇(51)은 상기 윤활유 함침부(6)로부터 윤활유 함침 후의 고리형 예비 성형체(81)를 자장 배향 성형부용 카세트(52)로 반송한다.

그리고, 도 12에 도시하는 바와 같이, 이 반송 로봇(51)으로부터 상기 고리형 예비 성형체(81)를 받아들인 자장 배향 성형부용 카세트(52)는 이 고리형 예비 성형체(81)를 그 워크 보유 구멍(521)에 보유하여 상기 제 2 상부 펀치(32)와 상기 제 2 하부 펀치(31) 사이에 반입한다.

그리고, 도 13에 도시하는 바와 같이, 자장 배향 성형부용 카세트(52)의 워크 보유 구멍(521)을 상기 제 2 상부 펀치(32)와 제 2 하부 펀치(31) 사이에 위치시킨 상태에서, 제 2 상부 펀치(32)를 하강시킴과 동시에 제 2 코어(33)를 상승시켜, 제 2 코어(33)를 자장 배향 성형부용 카세트(52)에 보유한 고리형 예비 성형체(81)의 중공 구멍(811)에 삽입한다.

그리고, 도 14에 도시하는 바와 같이, 제 2 코어(33)에 의해 고리형 예비 성형체(81)의 중공 구멍(811)을 보유한 상태에서 제 2 하부 펀치(31)를 상승시킨다.

이 때, 성형 후의 고리형 중간 성형체(82)의 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)로의 축출은 상기 제 2 하부 펀치(31)가 이 고리형 중간 성형체(82)를 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)의 워크 보유 구멍(521)으로 밀어냄으로써 행하여진 다. 그리고, 자장 배향 성형부용 카세트(52)는 제 2 하부 펀치(31)의 상승에 의해, 고리형 중간 성형체(82)를 워크 보유 구멍(521)에 받아들일 수 있다.

또한, 이 때, 상기 고리형 예비 성형체(81)의 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)로부터의 추출 및 상기 제 2 상부 펀치(32)에의 공급은 이 고리형 예비 성형체(81)가 상기 고리형 중간 성형체(82)에 의해 가압되어, 워크 보유 구멍(521)으로부터 밀려남으로써 행하여진다. 그리고, 자장 배향 성형부용 카세트(52)는 고리형 중간 성형체(82)를 제 2 상부 펀치(32)에 배치한 워크 홀더(321)의 홀더 보유부(322)에 삽입하여 제 2 상부 펀치(32)에 공급할 수 있다.

또한, 제 2 상부 펀치(32)에 있어서는, 워크 홀더(321)에 설치한 자석(323)에 의해 고리형 예비 성형체(81)가 낙하하지 않도록 보유할 수 있다(도 15 참조).

이와 같이, 제 2 하부 펀치(31)의 상승 동작에 의해, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)에의 고리형 예비 성형체(81)와 고리형 중간 성형체(82)를 교체할 수 있다. 그리고, 고리형 중간 성형체(82)의 자장 배향 성형부용 카세트(52)로의 축출, 고리형 예비 성형체(81)의 자장 배향 성형부용 카세트(52)로부터의 추출 및 제 2 상부 펀치(32)로의 공급은 제 2 하부 펀치(31)의 상승 동작에만 의해 거의 동시에 행할 수 있다.

이어서, 도 15에 도시하는 바와 같이, 상기 제 2 코어(33) 및 제 2 하부 펀치(31)를 하강시킴과 동시에 상기 제 2 상부 펀치(32)를 상승시켜, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)에 의해 고리형 중간 성형체(82)를 제 2 상부 펀치(32)와 제 2 하부 펀치(31) 사이에서 반출한다.

그 후는, 도 16, 도 17에 도시하는 바와 같이, 상기 자장 배향 성형부(3)에 있어서 자장 배향 성형을 하고, 또한, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)는 상기 자장 배향 성형부(3)에 있어서 자장 배향 성형을 하고 있는 시간을 이용하여 상기 반출을 한다.

이와 같이, 본 예에서는, 자장 배향 성형부용 카세트(52)에 의한 반입 및 반출 방법에 대해서 설명하였지만, 본 성형부용 카세트(53)에 대해서도 상기 반입 및 반출을 하는 방법은 같다.

(로더 반송 방법)

이하에, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52), 본 성형부용 카세트(53), 로더 카세트(55) 및 제 1 내지 제 6 트랜스퍼 핀(71 내지 76)에 의한 워크 반송의 흐름에 대해서 설명한다.

도 23에 도시하는 바와 같이, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52)에는 상기 반송 로봇(51)으로부터 고리형 예비 성형체(81)를 반송한다. 또한, 본 성형부용 카세트(53)는 본 성형부(4)로부터 고리형 자석(83)을 반출한다. 이 때, 버퍼부(54)에는 고리형 중간 성형체(82)가 보유되어 있다.

이어서, 도 24에 도시하는 바와 같이, 자장 배향 성형부용 카세트(52)에 의해 자장 배향 성형부(3)에 고리형 예비 성형체(81)를 반입하고, 또한, 본 성형부용 카세트(53)에 의해 본 성형부(4)에 고리형 중간 성형체(82)를 반입한다.

이어서, 도 25에 도시하는 바와 같이, 자장 배향 성형부(3)에 있어서는, 자 장 배향 성형부용 카세트(52)에 대한 고리형 예비 성형체(81)와 고리형 중간 성형체(82)를 교체한다. 또한, 본 성형부(4)에 있어서는, 본 성형부용 카세트(53)에 대하여 고리형 중간 성형체(82)와 고리형 자석(83)을 교체한다.

이어서, 도 26에 도시하는 바와 같이, 자장 배향 성형부용 카세트(52)는 자장 배향 성형부(3)로부터 고리형 중간 성형체(82)를 반출하고, 또한, 본 성형부용 카세트(53)는 본 성형부(4)로부터 고리형 자석(83)을 반출한다.

이어서, 도 27에 도시하는 바와 같이, 로더 카세트(55)가 상기 수취 위치(555)에 있는 상태에서, 제 1 트랜스퍼 핀(71)은 자장 배향 성형부용 카세트(52)로부터 로더 카세트(55)의 제 1 로더 보유 구멍(551)에 고리형 중간 성형체(82)를 트랜스퍼하고, 또한, 제 2 트랜스퍼 핀(72)은 버퍼부(54)로부터 고리형 중간 성형체(82)를 로더 카세트(55)의 제 2 로더 보유 구멍(552)에 트랜스퍼하고, 또한, 제 4 트랜스퍼 핀(74)은 본 성형부용 카세트(53)로부터 로더 카세트(55)의 제 3 로더 보유 구멍(553)에 고리형 자석(83)을 트랜스퍼한다.

이어서, 도 28에 도시하는 바와 같이, 로더 카세트(55)를 상기 수취 위치(555)에서 상기 인수 및 인도 위치(556)로 보낸다.

이어서, 도 29에 도시하는 바와 같이, 로더 카세트(55)가 상기 인수 및 인도 위치(556)에 있는 상태에서, 제 3 트랜스퍼 핀(73)은 로더 카세트(55)의 제 1 로더 보유 구멍(551)으로부터 버퍼부(54)에 고리형 중간 성형체(82)를 트랜스퍼하고, 또한, 제 5 트랜스퍼 핀(75)은 로더 카세트(55)의 제 2 로더 보유 구멍(552)으로부터 고리형 중간 성형체(82)를 본 성형부용 카세트(53)에 트랜스퍼하고, 또한, 제 6 트 랜스퍼 핀(76)은 로더 카세트(55)의 제 3 로더 보유 구멍(553)으로부터 축출부(77)에 고리형 자석(83)을 축출한다.

그 후는, 도 30에 도시하는 바와 같이, 로더 카세트(55)를 상기 인수 및 인도 위치(556)에서 상기 수취 위치(555)로 복귀시켜, 이후 동일하게 상기 각 동작을 반복하여 연속하여 상기 워크 반송을 할 수 있다.

(제조 장치의 작용 효과)

상기 예비 성형부(2)에 있어서는, 일단은 고리형 캐비티(20)보다도 큰 용적의 충전용 스페이스(200)에 컴파운드(80)를 충전하여, 과잉 컴파운드(80)를 배출하여 고리형 캐비티(20)에의 충전을 한다. 그 때문에, 컴파운드(80)의 충전량을 안정시킬 수 있다.

또한, 예비 성형부(2)에 있어서는, 제 1 상부 펀치(22)와 제 1 코어(23)를 연동하여 하강시키면서 컴파운드(80)에 압축 성형을 한다. 그 때문에, 컴파운드(80)를 가능한 한 균일하게 압축할 수 있어, 밀도의 기울기가 적은 고리형 예비 성형체(81)를 성형할 수 있다.

또한, 예비 성형부(2)에 있어서는, 상기 질량 측정 수단(26)에 의해 성형한 모든 고리형 예비 성형체(81)의 질량을 측정할 수 있다. 그리고, 고리형 예비 성형체(81)의 질량이 양품인 질량치의 범위 내에 있을 때만 이 고리형 예비 성형체(81)를 상기 워크 반송부(5)에 의해 다음 자장 배향 성형부(3)에 반송할 수 있다. 한편, 질량 측정 수단(26)에 의해 측정하였을 때에, 양품의 질량치 범위 내 에 없는 고리형 예비 성형체(81)는 다음 자장 배향 성형부(3)에 반송하지 않을 수 있다. 그 때문에, 상기 자장 배향 성형부(3)에는 상기 질량 측정 수단(26)에 의해 양품이라 판정된 고리형 예비 성형체(81)만이 내보내지게 되어, 자장 배향 성형부(3)에 내보내는 고리형 예비 성형체(81)의 질량을 안정시킬 수 있다.

또한, 상기 불량품이라 판정된 고리형 예비 성형체(81)는 제조 장치(1)의 외부 등에서 허물어 원래의 컴파운드(80)로서 재이용할 수 있다. 그 때문에, 컴파운드(80)를 무용지물로 하는 일이 거의 없어, 제조 장치(1)에 있어서의 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 예비 성형부(2)에 있어서의 제 1 하부 펀치(21)는 상기 질량 측정 수단(26)에 의해 측정한 고리형 예비 성형체(81)의 질량에 근거하여, 상기 가압 성형을 하기 전의 위치를 변경할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면, 질량 측정 수단(26)에 의한 불량품 판정이 계속되거나 불량품 판정이 많아지거나 하였을 때에는, 상기 제 1 하부 펀치(21)의 가압 성형 전의 위치를 변경함으로써 상기 고리형 캐비티(20)의 용량을 적당히 변경할 수 있다. 그 때문에, 상기 자장 배향 성형부(3)에 보내는 고리형 예비 성형체(81)의 질량을 한층 더 안정시킬 수 있다.

또한, 상기 자장 배향 성형부(3)에 있어서는, 상기 질량이 안정되고 또한 이방성 자석 분말의 함유량도 안정된 고리형 예비 성형체(81)로부터 상기 고리형 중간 성형체(82)를 성형할 수 있다. 그 때문에, 고리형 예비 성형체(81)에 자장 배향 성형을 하였을 때에는, 이방성 자석 분말의 함유량이 안정된 상태에서 고리형 중간 성형체(82)를 성형할 수 있다. 그 때문에, 이 고리형 중간 성형체(82)를 상 기 본 성형부(4)에 있어서 고리형 자석(83)으로 하여, 이것에 N극 및 S극의 착자를 하였을 때에는, 자석 특성에 뛰어난 고리형 자석(83)을 안정되게 제조할 수 있다.

또한, 상기 본 성형부(4)에 있어서는, 예비 성형부(2)보다도 높은 온도 환경 하에서, 또한 높은 가압력으로 성형을 하여 고리형 자석(83)을 성형함으로써, 치수 정밀도가 뛰어난 고리형 자석(83)을 성형할 수 있다.

그 때문에, 상기 고리형 자석의 제조 장치(1)에 의하면, 질량이 안정되어 있고, 또한 치수 정밀도 및 자석 성능에 뛰어난 고리형 자석(83)을 반복하여 제조할 수 있다.

또한, 상기 예비 성형부(2), 자장 배향 성형부(3) 및 본 성형부(4)에 있어서의 각 상부 펀치(22, 32, 42), 하부 펀치(21, 31, 41) 및 코어(23, 33, 43) 중 모두는 서보 모터(24, 34, 44)에 의해 위치, 가압 속도, 가압력 등의 제어가 가능하게 되어 있다. 그 때문에, 각 서보 모터(24, 34, 44)를 제어하여, 각 상부 펀치(22, 32, 42), 하부 펀치(21, 31, 41) 및 코어(23, 33, 43)의 미묘한 위치를 조절할 수 있고, 또한, 각 상부 펀치(22, 32, 42), 하부 펀치(21, 31, 41) 및 코어(23, 33, 43)의 미묘한 가압 속도 또는 가압력 등을 조절할 수도 있다.

그 때문에, 상기 예비 성형부(2), 자장 배향 성형부(3) 및 본 성형부(4)에 있어서의 성형 조건을 최적으로 할 수 있어, 질량 차가 한층 더 적고, 또한 치수 정밀도 및 자석 성능에 한층 더 뛰어난 고리형 자석(83)을 반복하여 제조할 수 있다.

또한, 상기 제조 장치(1)는 상기 예비 성형부(2), 상기 자장 배향 성형부(3) 및 상기 본 성형부(4)가 각각 가압 성형을 하는 타이밍을 어긋나게 하여, 상기 제조 장치(1)에 있어서의 피크 전력 발생을 억제하도록 구성하였다. 도 31에 각 성형부(2, 3, 4)에 있어서의 가압 성형을 하는 타이밍을 어긋나게 하고, 각 성형부(2, 3, 4)에 있어서의 최대 전력의 발생 시기를 어긋나게 한 상태를 모식적으로 도시한다. 동일 도면은 가로 축에 시간(t)을 잡고, 세로 축에 각 성형부(2, 3, 4)에 있어서의 출력 전력(E)을 잡은 그래프이다.

도 31에 도시하는 바와 같이, 본 예에서는, 예비 성형부(2)에 있어서, 제 1 상부 펀치(22), 제 1 하부 펀치(21) 및 제 1 코어(23)를 각 서보 모터(24)에 의해 이동시켜 가압 성형을 하는 타이밍과, 자장 배향 성형부(3)에 있어서, 상하 한 쌍의 자장 코일(361, 362)에 통전을 하여, 제 2 상부 펀치(32), 제 2 하부 펀치(31) 및 제 2 코어(33)를 각 서보 모터(34)에 의해 이동시켜 가압 성형을 하는 타이밍과, 본 성형부(4)에 있어서, 제 3 상부 펀치(42), 제 3 하부 펀치(41) 및 제 3 코어(43)를 각 서보 모터(44)에 의해 이동시켜 가압 성형을 하는 타이밍을 의도적으로 어긋나게 하였다.

그 때문에, 각 성형부(2, 3, 4)에 있어서 생기는 최대 출력 전력(Emax)의 발생 시기를 분산시킬 수 있어, 상기 제조 장치(1)에 생기는 피크 전력(Epeak)을 작게 할 수 있었다. 이로써, 상기 제조 장치(1)는 상기 3개의 성형부(2, 3, 4)를 갖고 있으면서도 이 제조 장치(1)에 필요시되는 최대 전력 공급 용량을 작게 할 수 있었다.

또한, 상기 고리형 예비 성형체(81)의 제 2 상부 펀치(32)에의 공급과 상기 고리형 중간 성형체(82)의 상기 제 2 하부 펀치(31)로부터의 수취를 거의 동시에 행할 수 있는 자장 배향 성형부용 카세트(52)에 의해, 자장 배향 성형부(3)에 있어서의 고리형 예비 성형체(81)의 반입 및 고리형 중간 성형체(82)의 반출에 요하는 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 상기 고리형 중간 성형체(82)의 제 3 상부 펀치(42)에의 공급과 상기 고리형 자석(83)의 상기 제 3 하부 펀치(41)로부터의 수취를 거의 동시에 행할 수 있는 본 성형부용 카세트(53)에 의해 본 성형부(4)에 있어서의 고리형 중간 성형체(82)의 반입 및 고리형 자석(83)의 반출에 요하는 시간을 단축시킬 수도 있다.

그리고, 자장 배향 성형부용 카세트(52), 본 성형부용 카세트(53) 및 로더 카세트(55)에 의한 워크 반송은 자장 배향 성형부(3) 또는 본 성형부(4)에 있어서 가압 성형을 하고 있는 시간을 이용하여 행할 수 있다. 또한, 상기 예비 성형부(2), 자장 배향 성형부(3) 및 본 성형부(4)의 각 성형부에 있어서는, 병행하고 또한 연속하여 성형을 할 수 있다.

그 때문에, 상기 제조 장치(1)에 있어서, 상기 워크 반송을 하기 위해 요하는 시간을 단축할 수 있어, 상기 고리형 자석(83)의 단위 시간당 제조 개수를 증가시킬 수 있다. 그 때문에, 생산성에 뛰어난 고리형 자석의 제조 장치(1)를 구성할 수 있다.

또한, 상기 자장 배향 성형부용 카세트(52), 본 성형부용 카세트(53) 및 로더 카세트(55)에 의한 워크 반송은 각 성형체(81, 82) 또는 고리형 자석(83)을 각 각 각 워크 보유 구멍(521, 531) 또는 각 로더 보유 구멍(551 내지 553)에 삽입 배치한 상태에서 행할 수 있다. 그 때문에, 각 성형체(81, 82) 또는 고리형 자석(83)에 상처가 들어가거나 파손이 생기거나 하는 것을 방지하여 워크 반송을 할 수 있다.

또한, 상기 제조 장치(1)에 있어서는, 상기 고리형 예비 성형체(81)의 성형, 상기 윤활유(65)의 함침, 상기 고리형 중간 성형체(82)의 성형 및 상기 고리형 자석(83) 성형을 일관되게 행할 수 있어, 상기 컴파운드(80)로부터 상기 고리형 자석(83)을 일관되게 제조할 수 있다. 그리고, 상기 예비 성형부(2), 자장 배향 성형부(3) 및 본 성형부(4) 모두는 상기 각 서보 모터(24, 34, 44)를 사용하여 구성한 전동 서보식 프레스이다. 그 때문에, 각 성형부(2, 3, 4)를 종래의 전동 크랭크식 프레스 또는 유압식 프레스에 비하여 콤팩트하게 할 수 있다.

그 때문에, 상기 제조 장치(1)는 3개의 성형부(2, 3, 4)를 가지고, 컴파운드(80)로부터 고리형 자석(83)을 일관되게 제조할 수 있음에도 불구하고 콤팩트하게 구성할 수 있다.

또한, 도 32에 도시하는 바와 같이, 상기 자장 배향 성형부(3)에 있어서 성형한 고리형 중간 성형체(82)를 다수 개 스톡해 두고, 상기 본 성형부(4)에 있어서는, 다수 개 쌓아올린 상태(예를 들면, 2단 또는 3단으로 쌓아올릴 수 있다.)의 고리형 중간 성형체(82)에 제 3 상부 펀치(42) 및 상기 제 3 하부 펀치(43)에 의해 가압 성형을 하도록 구성할 수도 있다.

이 경우에는, 자장 배향 성형부(3)에 있어서의 자장 인가 수단(36)의 제약에 의해, 고리형 중간 성형체(82)의 두께(축 방향 높이)를 크게 할 수 없는 때라도, 본 성형부(4)에 있어서, 고리형 중간 성형체(82)를 다수 개 쌓아올린 상태에서 가압 성형함으로써, 각 고리형 중간 성형체(82)를 축 방향으로 접합하여, 필요한 두께(축 방향 높이)의 고리형 자석(83)을 얻을 수 있다.

(실시예 2)

본 예의 활형 자석의 제조 장치(1A)는 도 33 내지 도 39에 도시하는 바와 같이, 이방성 자석 분말을 함유하는 컴파운드(80)로부터 이하의 예비 성형부(2A), 자장 배향 성형부(3A) 2개의 성형부에 의해 한 쌍의 활형 자석(83A; 도 39 참조)을 제조하는 것이다.

즉, 본 예의 예비 성형부(2A)는 서로 대향 형성하여 이루어지는 한 쌍의 활형 캐비티(20A)의 각 외주부를 형성하는 제 1 다이스(25A)와, 각 내주부를 형성하는 제 1 코어(23A)와, 각 바닥부를 형성하는 제 1 하부 펀치(21A)와, 이 제 1 하부 펀치(21A)에 대향하는 제 1 상부 펀치(22A)를 갖고 있다.

그리고, 예비 성형부(2A)는 이방성 자석 분말과 열 경화성 수지를 혼합하여 이루어지는 컴파운드(80)를 각 활형 캐비티(20A)에 충전하여, 각 활형 캐비티(20A) 내에 있어서 제 1 상부 펀치(22A) 및 제 1 하부 펀치(21A)에 의해 가압 성형을 하여 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A)를 얻도록 구성되어 있다.

또한, 본 예의 자장 배향 성형부(3A)는 각 활형 예비 성형체(81A)의 각 외주면을 보유하는 제 2 다이스(35A)와, 각 내주면을 보유하는 제 2 코어(33A)와, 각 바닥면을 보유하는 제 2 하부 펀치(31A)와, 이 제 2 하부 펀치(31A)에 대향하는 제 2 상부 펀치(32A)와, 각 활형 예비 성형체(81A)에 자장을 인가하기 위한 자장 인가 수단(36A)과, 각 활형 예비 성형체(81A)를 가열하기 위한 가열 수단(37A)을 갖고 있다.

그리고, 자장 배향 성형부(3A)는 가열 수단(37A)에 의해 각 활형 예비 성형체(81A)를 가열하여, 각 활형 예비 성형체(81A) 중의 열 경화성 수지를 용융시킨 상태에 있어서, 자장 인가 수단(36A)에 의해 각 활형 예비 성형체(81A)에 자장 배향을 함과 동시에, 제 2 상부 펀치(32A) 및 제 2 하부 펀치(31A)에 의해 각 활형 예비 성형체(81A)에 가압 성형을 하여, 한 쌍의 활형 자석(83A)을 얻도록 구성되어 있다.

또한, 예비 성형부(2A)는 상기 실시예 1과 마찬가지로, 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A)의 성형을 한 후에, 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A)의 질량을 측정하는 질량 측정 수단(26A)을 갖고 있고, 제 1 하부 펀치(21A)는 질량 측정 수단(26A)에 의해 측정한 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A)의 질량에 근거하여, 제 1 하부 펀치(21A)를 구동하는 서보 모터(24A)에 의해 상기 가압 성형을 하기 전의 위치를 변경하여, 한 쌍의 활형 캐비티(20A)의 용적을 변경할 수 있도록 구성되어 있다.

(활형 자석의 제조 흐름)

본 예의 활형 자석의 제조 장치(1A)는 이하의 흐름으로 상기 컴파운드(80)로부터 한 쌍의 활형 자석(83A)을 제조한다(도면 참조).

즉, 우선, 도 33, 도 34에 도시하는 바와 같이, 상기 예비 성형부(2A)에 있어서 컴파운드(80)로부터 활형 예비 성형체(81A)를 성형하여, 이것을 반송 유닛(27A)에 의해 상기 질량 측정 수단(26A)에 반송한다. 그리고, 질량 측정 수단(26A)에 있어서, 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A)의 질량을 측정하여, 이 질량이 양품의 질량치 범위 내에 있으면, 이 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A)를 반송 로봇(51A)에 의해 윤활유 함침부(6A)에 반송한다.

이어서, 도 34에 도시하는 바와 같이, 윤활유 함침부(6A)에 있어서는, 각 활형 예비 성형체(81A)에 윤활유(65)의 함침을 하고, 그 후, 각 활형 예비 성형체(81A)를 반송 로봇(51A)에 의해 자장 배향 성형부용 로더(52A)에 반송한다.

이어서, 도 35에 도시하는 바와 같이, 윤활유(65)를 함침한 후의 각 활형 예비 성형체(81A)를 자장 배향 성형부용 로더(52A)에 의해 상기 자장 배향 성형부(3A)에 반입한다. 그리고, 자장 배향 성형부(3A)에 있어서는, 각 활형 예비 성형체(81A)에 자장 배향 성형을 하여 한 쌍의 활형 자석(83A)을 성형한다. 그 후, 이 한 쌍의 활형 자석(83A)을 자장 배향 성형부용 로더(52A)에 의해 제 1 셔틀(55A)에 반출한다.

이어서, 도 34에 도시하는 바와 같이, 상기 각 활형 자석(83A)을 제 1 셔틀(55A) 및 제 2 셔틀(56A)에 의해 탈기 처리부(57A)에 반송하여, 이 탈기 처리부(57A)에 있어서, 각 활형 자석(83A)의 탈자(잔류 자기의 자력 제거) 및 가루제거(탈분)를 한다. 그 후, 제조 장치(1A)의 외부에 있어서, 각 활형 자석(83A)에 N극 및 S극의 자력을 부여하여, 자력을 부여받은 활형 자석(83A) 제조 를 할 수 있다.

이하에, 본 예의 활형 자석의 제조 장치(1A)의 각 구성에 대해서 상세 설명한다.

본 예에 있어서 제조하는 한 쌍의 활형 자석(83A)은 각각 기와 형상을 갖는 것이다.

그리고, 도 36에 도시하는 바와 같이, 예비 성형부(2A)에 있어서의 한 쌍의 활형 캐비티(20A)는 제 1 코어(23A)의 축심에 대하여, 기와 형상을 갖는 2개의 공간을 서로 대향 형성하여 이루어지는 것이다. 또한, 한 쌍의 활형 캐비티(20A)는 기와 형상을 갖는 각 공간의 내주 측을 서로 대향시키도록 하여 형성되어 있다.

또한, 제 1 코어(23A)는 각 활형 캐비티(20A)의 내주부를 형성함과 동시에, 각 활형 캐비티(20A)의 한 쌍의 둘레 방향 끝 부분을 형성하도록 구성되어 있다. 또한, 제 1 하부 펀치(21A) 및 제 1 상부 펀치(22A)는 서로 대향하여 돌출 형성된 한 쌍의 기와 형상을 갖고 있고, 각각 각 활형 캐비티(20A)의 바닥부(축 방향 끝 부분)를 형성하도록 구성되어 있다. 또한, 제 1 다이스(25A)는 그 내주면의 일부가 각 활형 캐비티(20A)의 외주부를 형성함과 동시에, 그 내주면의 잔여부가 제 1 코어(23A)와 슬라이딩하도록 구성되어 있다.

또한, 본 예의 반송 유닛(27A)은 자력에 의해 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A)를 흡착하여, 이것을 예비 성형부(2A)에서 질량 측정 수단(26A)까지 반송하는 것이다.

도 37, 도 38에 도시하는 바와 같이, 본 예의 자장 배향 성형부(3A)에 있어 서의 자장 인가 수단(36A)은 상기 제 2 다이스(35A)의 옆쪽에 있어서, 제 2 다이스(35A)를 끼우도록 배치하여 이루어지는 한 쌍의 자장 코일(361A)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 한쪽의 자장 코일(361A)에서 다른 한쪽의 자장 코일(361A)을 향하여 자장을 작용시킴으로써, 각 활형 예비 성형체(81A)의 두께 방향으로 자장을 작용시켜 액시얼 자장 배향이 행하여진다. 이로써, 각 활형 예비 성형체(81A) 중의 각 이방성 자석 분말의 자화 용이 축(자화가 되기 쉬운 방향)이 두께 방향(원주 방향)을 향하여 배열된다.

또한, 본 예의 워크 반송부(5A)는 질량 측정 수단(26A)에서 윤활유 함침부(6A)로, 윤활유 함침부(6A)에서 자장 배향 성형부(3A)로, 자장 배향 성형부(3A)에서 탈기 처리부(57A)로 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A) 또는 한 쌍의 활형 자석(83A)인 각 워크를 반송하도록 구성되어 있다.

그리고, 본 예의 워크 반송부(5A)는 반송 로봇(51A), 자장 배향 성형부용 로더(52A), 제 1 셔틀(55A) 및 제 2 셔틀(56A)을 갖고 구성되어 있다.

도 34, 도 35에 도시하는 바와 같이, 자장 배향 성형부용 로더(52A)는 반송 로봇(51A)으로부터 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A)를 받아들여, 이것을 자장 배향 성형부(3A)로 반입함과 동시에, 자장 배향 성형부(3A)로부터 성형 후의 한 쌍의 활형 자석(83A)을 받아들여 반출하는 것이다. 그리고, 자장 배향 성형부용 로더(52A)는 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A)를 보유 가능한 보유부(521A)를 2개 갖고 있고, 한쪽의 보유부(521A)에 보유한 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A)를 자장 배향 성형부(3A)에 반입하고, 다른 한쪽의 보유부(521A)에 성형 후의 한 쌍의 활형 자석(83A)을 보유하여 자장 배향 성형부(3A)로부터 반출하도록 구성되어 있다.

또한, 제 1 셔틀(55A)은 자장 배향 성형부용 로더(52A)로부터 한 쌍의 활형 자석(83A)을 받아들여, 이것을 제 2 셔틀(56A)로 건네주도록 구성되어 있다. 또한, 제 2 셔틀(56A)은 제 1 셔틀(55A)로부터 받아들인 한 쌍의 활형 자석(83A)을 탈기 처리부(57A)로 반송하여, 이 탈기 처리부(57A)로부터 탈자 및 탈분을 한 후의 각 활형 자석(83A)을 제조 장치(1A)의 외부에 축출하도록 구성되어 있다.

본 예의 워크 반송부(5A)는 자장 배향 성형부(3A)에 반입하기 전의 한 쌍의 활형 예비 성형체(81A)를 예열하는 예열 수단(58A)을 갖고 있다. 이 예열 수단(58A)은 자장 배향 성형부용 로더(52A)에 있어서의 한쪽의 보유부(521A)에 보유한 각 활형 예비 성형체(81A)를 예열하도록 구성되어 있다. 그리고, 예열 수단(58A)에 의해 활형 예비 성형체(81A)를 자장 배향 성형부(3A)로 반입하기 전에 미리 가열해 둘 수 있어, 자장 배향 성형부(3A)에 있어서, 신속하게 자장 배향 및 가압 성형을 개시할 수 있다. 또한, 본 예의 예열 수단(58A)은 유체(본 예에서는 유압)를 사용하여 가열을 하는 것이다. 또한, 자장 배향 성형부(3A)에 있어서의 가열 수단(37A)도 또한 유체(본 예에서는 유압)를 사용하여 가열하는 것이다.

본 예의 제조 장치(1A)는 상기 실시예 1에서 본 성형부(4)에서의 기능을 자장 배향 성형부(3A)에 갖게 한 것으로, 자장 배향 성형부(3A)에서는, 자장 배향을 함과 함께 본 성형을 하고, 활형 자석(83A)을 규정 치수로 성형할 수 있다. 그 때 문에, 상기 본 성형부(4)를 생략하여 활형 자석의 제조 장치(1A)의 비용 절감 및 콤팩트화를 도모할 수 있다.

또한, 도 39에 도시하는 바와 같이, 본 예의 제조 장치(1A)에서는, 상기 고리형 자석(83)을 제조하는 대신 한 쌍의 활형 자석(83A)을 제조할 수 있다. 그리고, N극 및 S극의 착자를 한 후에는, 한 쌍의 활형 자석(83A)은 DC 모터에서의 고정자에 대향 배치하여 사용할 수 있다.

또한, 본 예에 있어서는 기재를 생략한 예비 성형부(2A), 자장 배향 성형부(3A) 등에 있어서의 각 구성부의 구성 및 동작은 상기 실시예 1과 같다. 또한, 본 예의 제조 장치(1)에 있어서의 각 구성부는 부호 뒤에 A를 붙여 나타내고 있다.

또한, 실시예 1에 있어서는 고리형 자석(83)을 제조하여, 실시예 2에 있어서는 한 쌍의 활형 자석(83A)을 제조하였지만, 실시예 1에 있어서 한 쌍의 활형 자석(83A)을 제조하고, 실시예 2에 있어서 고리형 자석(83)을 제조할 수도 있다. 또한, 활형 자석(83A)은 필요하면 4개를 셋으로 하여 제조하는 것도 가능하다.

그 밖에는, 본 예에 있어서도, 실시예 1과 같아, 실시예 1과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

Claims (11)

1. 고리형 형상 또는 서로 대향 형성하여 이루어지는 다수의 활 형상을 갖는 캐비티의 외주부를 형성하는 제 1 다이스와, 내주부를 형성하는 제 1 코어와, 바닥부를 형성하는 제 1 하부 펀치와, 상기 제 1 하부 펀치에 대향하는 제 1 상부 펀치를 가지고, 이방성 자석 분말과 열 경화성 수지를 혼합하여 이루어지는 컴파운드를 상기 캐비티에 충전하여, 상기 캐비티 내에서 상기 제 1 상부 펀치 및 상기 제 1 하부 펀치에 의해 가압 성형을 행하여 예비 성형체를 얻는 예비 성형부와,

   상기 예비 성형체의 외주면을 보유하는 제 2 다이스와, 내주면을 보유하는 제 2 코어와, 바닥면을 보유하는 제 2 하부 펀치와, 상기 제 2 하부 펀치에 대향하는 제 2 상부 펀치와, 상기 예비 성형체에 자장을 인가하기 위한 자장 인가 수단과, 상기 예비 성형체를 가열하기 위한 가열 수단을 가지고, 이들을 사용하여 중간 성형체를 얻는 자장 배향 성형부와,

   상기 중간 성형체의 외주면을 보유하는 제 3 다이스와, 내주면을 보유하는 제 3 코어와, 바닥면을 보유하는 제 3 하부 펀치와, 상기 제 3 하부 펀치에 대향하는 제 3 상부 펀치와, 상기 중간 성형체를 가열하기 위한 가열 수단을 가지고, 이들을 사용하여 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 얻는 본 성형부와,

   상기 예비 성형체를 보유하여 상기 예비 성형부로부터 상기 자장 배향 성형부로 반송하고, 한편, 상기 중간 성형체를 보유하여 상기 자장 배향 성형부에서 상기 본 성형부로 반송하는 워크 반송부를 갖고 있고,

   상기 제 1 내지 제 3 상부 펀치, 상기 제 1 내지 제 3 하부 펀치 및 상기 제 1 내지 제 3 코어는 각각 서보 모터에 의해 구동되도록 구성되어 있고,

   상기 예비 성형부는 상기 예비 성형체 성형을 행한 후에, 상기 예비 성형체의 질량을 측정하는 질량 측정 수단을 갖고 있고, 상기 제 1 하부 펀치는 상기 질량 측정 수단에 의해 측정한 예비 성형체의 질량에 근거하여, 상기 서보 모터에 의해 상기 가압 성형을 하기 전의 위치를 변경하여 상기 캐비티의 용적을 변경할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 워크 반송부는 상기 자장 배향 성형부로 상기 예비 성형체를 반입함과 동시에, 상기 자장 배향 성형부로부터 상기 중간 성형체를 반출하는 자장 배향 성형부용 카세트와,

   상기 본 성형부로 상기 중간 성형체를 반입함과 동시에, 상기 본 성형부로부터 상기 고리형 자석 또는 상기 다수의 활형 자석을 반출하는 본 성형부용 카세트와,

   상기 자장 배향 성형부용 카세트로부터 상기 중간 성형체를 받아들여, 이것을 상기 본 성형부용 카셋트로 건네주는 로더 카세트를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 자장 배향 성형부용 카세트는 다음 번에 자장 배향 성형을 하는 상기 예비 성형체를 보유하고 상기 제 2 상부 펀치와 상기 제 2 하부 펀치 사이로 전진하여, 상기 예비 성형체를 상기 제 2 상부 펀치에 공급함과 동시에 이전 번에 자장 배향 성형한 상기 중간 성형체를 받아들여, 상기 중간 성형체를 보유하고 상기 제 2 상부 펀치와 상기 제 2 하부 펀치 사이로부터 후퇴하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 자장 배향 성형부용 카세트는 상기 제 2 하부 펀치가 상기 중간 성형체를 상기 자장 배향 성형부용 카세트로 밀어냄으로써 상기 중간 성형체를 받아들이고, 한편, 상기 예비 성형체가 상기 중간 성형체에 의해 밀려남으로써 상기 예비 성형체를 상기 제 2 상부 펀치에 공급하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 본 성형부용 카세트는 다음 번에 본 성형을 하는 상기 중간 성형체를 보유하고 상기 제 3 상부 펀치와 상기 제 3 하부 펀치 사이로 전진하여, 상기 중간 성형체를 상기 제 3 상부 펀치에 공급함과 동시에 이전 번에 본 성형한 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 받아들여, 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 보유하고 상기 제 3 상부 펀치와 상기 제 3 하부 펀치 사이로부터 후퇴하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 본 성형부용 카세트는 상기 제 3 하부 펀치가 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 상기 본 성형부용 카세트로 밀어냄으로써 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 받아들이고, 한편, 상기 중간 성형체가 상기 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석에 의해 밀려남으로써 상기 중간 성형체를 상기 제 3 상부 펀치에 공급하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 자장 배향 성형부와 상기 본 성형부가 각각 가압 성형을 하는 타이밍을 달리하여, 상기 각 서보 모터에 의한 피크 전력 발생을 억제하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 본 성형부는 다수 개 쌓아올린 상태의 상기 중간 성형체에 상기 제 3 상부 펀치 및 상기 제 3 하부 펀치에 의해 가압 성형을 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치.
9. 고리형 형상 또는 서로 대향 형성하여 이루어지는 다수의 활 형상을 갖는 캐비티의 외주부를 형성하는 제 1 다이스와, 내주부를 형성하는 제 1 코어와, 바닥부를 형성하는 제 1 하부 펀치와, 상기 제 1 하부 펀치에 대향하는 제 1 상부 펀치를 가지고, 이방성 자석 분말과 열 경화성 수지를 혼합하여 이루어지는 컴파운드를 상기 캐비티에 충전하여, 상기 캐비티 내에서 상기 제 1 상부 펀치 및 상기 제 1 하부 펀치에 의해 가압 성형을 하여 예비 성형체를 얻는 예비 성형부와,

   상기 예비 성형체의 외주면을 보유하는 제 2 다이스와, 내주면을 보유하는 제 2 코어와, 바닥면을 보유하는 제 2 하부 펀치와, 상기 제 2 하부 펀치에 대향하는 제 2 상부 펀치와, 상기 예비 성형체에 자장을 인가하기 위한 자장 인가 수단과, 상기 예비 성형체를 가열하기 위한 가열 수단을 가지고, 이들을 사용하여 고리형 자석 또는 다수의 활형 자석을 얻는 자장 배향 성형부와,

   상기 예비 성형체를 보유하여 상기 예비 성형부로부터 상기 자장 배향 성형부로 반송하는 워크 반송부를 갖고 있고,

   상기 제 1, 제 2 상부 펀치, 상기 제 1, 제 2 하부 펀치 및 상기 제 1, 제 2 코어는 각각 서보 모터에 의해 구동되도록 구성되어 있고,

   또한, 상기 예비 성형부는 상기 예비 성형체의 성형을 한 후에, 상기 예비 성형체의 질량을 측정하는 질량 측정 수단을 갖고 있고, 상기 제 1 하부 펀치는 상기 질량 측정 수단에 의해 측정한 예비 성형체의 질량에 근거하여, 상기 서보 모터에 의해 상기 가압 성형을 하기 전의 위치를 변경하여 상기 캐비티의 용적을 변경할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치.
10. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 워크 반송부는 상기 예비 성형체를 보유할 때에, 상기 예비 성형체를 예열할 수 있는 예열 수단을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치.
11. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치는 상기 예비 성형체에 윤활유를 함침시키는 윤활유 함침부를 갖고 있고,

    상기 윤활유 함침부는 상기 예비 성형체를 배치하기 위한 함침 지그와, 상기 함침 지그 내의 예비 성형체에 상기 윤활유를 공급하는 윤활유 공급 수단과, 상기 함침 지그 내의 예비 성형체에 함침된 윤활유를 흡인하는 흡인 수단을 갖고 있고,

    상기 워크 반송부는 상기 윤활유를 함침하기 전의 예비 성형체를 보유하여 상기 예비 성형부에서 상기 윤활유 함침부로 반송하고, 한편, 상기 윤활유를 함침한 후의 예비 성형체를 보유하여 상기 윤활유 함침부에서 상기 자장 배향 성형부로 반송할 수도 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고리형 또는 활형 자석의 제조 장치.

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