WO2004077647A1 - リング型磁石及びその製造方法 - Google Patents

リング型磁石及びその製造方法 Download PDF

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WO2004077647A1
WO2004077647A1 PCT/JP2003/013817 JP0313817W WO2004077647A1 WO 2004077647 A1 WO2004077647 A1 WO 2004077647A1 JP 0313817 W JP0313817 W JP 0313817W WO 2004077647 A1 WO2004077647 A1 WO 2004077647A1
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ring
shaped
preform
magnet according
shaped preform
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PCT/JP2003/013817
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English (en)
French (fr)
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Yoshikazu Ugai
Taizo Iwami
Shuichi Takahama
Yuji Nakahara
Jinichi Furukawa
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets

Definitions

  • the present invention relates to a ring magnet used for a rotor of a motor, etc.
  • a ring-shaped permanent magnet molding method involves filling a mold cavity with powder for magnet material molding, and applying a magnetic field to the powder for magnet material molding using a pair of coils arranged around the mold. Press processing is performed while performing orientation.
  • a cavity is formed in a lower mold composed of a core, a lower punch, and a die into which the core and the lower punch are inserted, and an upper punch disposed opposite to the die and the lower punch removes the magnetic powder in the cavity. Apply pressure.
  • the magnetic flux passing through the core of the mold that forms the magnetic powder into a ring shape is generally equal to the magnetic flux passing through the inner diameter of the die.
  • Dia) is D i
  • the outer diameter of the ring magnet (die inner diameter) is D o
  • the height of the ring magnet (die height) is H
  • the magnetic flux density passing through the core of the die is B c
  • Pass through the inner diameter of the die Assuming that the magnetic flux density is Bd, the following equation (1) holds.
  • the axial length of the ring-shaped magnet is
  • a method has been proposed in which a preformed body is formed by magnetic field forming, and a plurality of preformed bodies are integrated by pressing with a pressing force larger than the pressing force at the time of the preforming.
  • Conventional radial anisotropic ring magnets are manufactured by shaping magnets with a short axial length oriented in the radial direction as described above, joining them with an adhesive, etc., and stacking them to produce a ring magnet with the required axial length.
  • the productivity is poor, and the outer diameter accuracy is deteriorated due to the deviation of the center axis of each stacked magnet, etc., and the air gap when combined with the stay is uneven.
  • the shape accuracy was deteriorated due to the assembling, and the magnetic characteristics were deteriorated.
  • the first molded magnet is repeatedly subjected to pressurization, and the number of pressurizations differs between the first molded magnet and the last molded magnet. This causes the problem of deformation during sintering.
  • a larger forming equipment for re-pressing is required in the method of forming a pre-formed body and pressing and integrating a plurality of pre-formed bodies with a pressing force larger than the pressing force at the time of the pre-forming. There is a problem if it becomes necessary and the preformed body is easily damaged during re-pressing. .
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and there is little decrease in magnetic properties due to orientation disorder near a lamination interface of a stacked ring-shaped preform, and the productivity is good and the shape accuracy is good. It is an object of the present invention to provide a ring-shaped magnet that can be manufactured and a method for manufacturing the same. Disclosure of the invention
  • a first ring-shaped magnet according to the present invention is obtained by stacking a plurality of radially oriented ring-shaped preformed bodies in an axial direction to form a ring-shaped formed body, and sintering the ring-shaped formed body.
  • a concave portion is formed on one end surface of the both ends in the axial direction of the ring-shaped preform, and a convex portion is formed on the other end surface. The concave portion and the convex portion of the ring-shaped preform adjacent to each other in the axial direction are fitted.
  • the center axis of each ring-shaped preform can be easily adjusted, a product having good shape accuracy can be obtained, and displacement during transport can be prevented.
  • the concave portions and the convex portions have the end faces formed in an arc shape.
  • each ring-shaped preform can be easily adjusted by fitting the concave portion and the convex portion formed in the V-shape, and a product having good shape accuracy can be obtained. It is possible to prevent deviation during transport.
  • the concave portion and the convex portion are formed by providing a step between the inner periphery and the outer periphery of the end face.
  • the center axis of each ring-shaped preform can be easily adjusted, and a product having good shape accuracy can be obtained.
  • the preforms can be stacked Preforms can be stacked accurately without damaging the preforms.
  • the concave portion and the convex portion are formed by providing an inclination between the inner periphery and the outer periphery of the end face.
  • each ring-shaped preform can be easily adjusted by fitting the inclination between the inner circumference and the outer circumference of the end face, and a product having good shape accuracy can be obtained. In addition, it is possible to prevent deviation during transport.
  • the concave and convex portions are a plurality of spherical objects formed at predetermined intervals in a circumferential direction.
  • each ring-shaped preform can be easily adjusted by fitting the convex spherical shape object and the concave spherical shape object, and a product having good shape accuracy can be obtained. In addition, it is possible to prevent deviation during transport.
  • the cross section of the concave portion and the convex portion has an arc shape, a V shape, a U shape, or a trapezoid.
  • each ring-shaped preform is formed by fitting a convex arc, V-shape, U-shape or trapezoid with a concave arc, V-shape, U-shape or trapezoid.
  • the center axis of can be easily adjusted, and a product with good shape accuracy can be obtained, and the displacement at the time of conveyance can be prevented.
  • the concave portion and the convex portion are formed in a ring shape along the end face.
  • the central axis of each of the ring-shaped preforms can be easily adjusted by fitting the convex ring-shaped formation portion and the concave ring-shaped formation portion, so that the shape accuracy is good. And the displacement during transportation can be prevented.
  • a plurality of the concave portions and the convex portions are formed in a radial direction of the ring-shaped preform. According to this, by fitting a plurality of convex portions and concave portions formed in the radial direction, the center axes of the respective ring-shaped preforms can be easily aligned, and a product having good shape accuracy can be obtained. In addition to this, it is possible to prevent displacement during transport.
  • the one end face on which the recess is formed is further provided with the protrusion, and the other end face on which the protrusion is formed is further provided with the recess. It has been formed.
  • each ring-shaped preform can be easily adjusted by fitting a plurality of formed convex portions and concave portions in the radial direction, and a product having good shape accuracy can be obtained. In addition, it is possible to prevent deviation during transport.
  • the uppermost upper end surface and the lowermost lower end surface of the ring-shaped preform are flat surfaces on which the concave portions and convex portions are not formed.
  • the ring-shaped molded body can be kept in a stable state during mounting and transport, and the shaft length can be shortened.
  • a first method for manufacturing a ring-shaped magnet according to the present invention includes a step of forming a plurality of radially oriented ring-shaped preforms, and stacking the ring-shaped preforms in the axial direction. And a step of sintering the ring-shaped molded body.
  • pressure is applied at a pressure of 50 MPa or less in a direction in which the ring-shaped molded bodies are stacked. According to this, the close contact between the ring-shaped preforms can be ensured.
  • the step of forming a ring-shaped molded body includes:
  • a die a core inserted into the die to form a ring-shaped space between the die, and a lower punch for closing a lower portion of the space to form a cavity in which magnetic powder is supplied and filled,
  • An upper punch for pressurizing the magnetic powder supplied into the cavity is provided, and a plurality of transportable dies are sequentially placed in the cavity.
  • the tact time can be shortened, and a ring-shaped magnet with small deterioration of magnetic properties at the boundary between the ring-shaped preforms can be manufactured with high productivity.
  • a fourth method of manufacturing a ring-type magnet according to the present invention includes a step of measuring a fixed amount of magnetic powder to be supplied to the cavity.
  • the height of the ring-shaped preform becomes constant, and it is possible to prevent an unnecessary force or an impact force from being applied to the ring-shaped preform during stacking. it can.
  • a fifth method of manufacturing a ring-type magnet according to the present invention includes a step of moving the upper punch onto the cavity and inserting the upper punch. According to this, after supplying and filling the magnetic powder into the cavity, the mold can be set in a state where the magnetic powder in the cavity can be pressurized by the upper punch.
  • a fifth method of manufacturing a ring-shaped magnet according to the present invention in the step of extracting the ring-shaped preform from the transfer mold, the ring-shaped preformed body is extracted from the die while pressing.
  • a sixth method for manufacturing a ring-shaped magnet according to the present invention is a method for removing the magnetic powder adhered to the ring-shaped preformed body during the step of extracting the ring-shaped preformed body from the transfer mold. is there.
  • a seventh method of manufacturing a ring-shaped magnet according to the present invention in the step of laminating the ring-shaped preform extracted from the transfer mold in a plurality of stages in the axial direction, They are stacked around a central axis.
  • the ring-shaped preform has a bias in the magnetic properties in the circumferential direction
  • the bias of the magnetic characteristics can be canceled.
  • An eighth method of manufacturing a ring-shaped magnet according to the present invention is characterized in that, in the step of laminating the ring-shaped preform extracted from the transfer die in a plurality of stages in the axial direction, the end face in the axial direction at the time of molding is inverted. Then, the ring-shaped preform is laminated.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a ring magnet obtained by molding and sintering with the permanent magnet molding apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a configuration of the permanent magnet forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 shows the configuration of the transfer mold in FIG. 2, wherein (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view along AA.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the powder feeding / filling unit and its operation.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the configuration and operation of the punch set unit.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the configuration and operation of a magnetic field forming unit.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the structure of a pressurizer.
  • FIG. 8 is a plan view (a), (c), an AA sectional view (b), and a BB sectional view (d) showing the configuration of the back core.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state of magnetic flux in radial orientation.
  • FIG. 10 is a plan view (a) and a cross-sectional view taken along line AA (b) showing the configuration of the detachable unit.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the operation of the demolding unit.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining the configuration and operation of the molded body dedusting unit.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining the configuration and operation of the compact dedusting unit.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the configuration and operation of the stacking unit.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the configuration and operation of the stacking unit.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining the configuration and operation of the stacking unit.
  • FIG. 17 is a view showing a step of stacking the formed bodies 13 of each stage in a state of being rotated by an arbitrary angle.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a state in which the axial end faces of the ring-shaped preform are vertically inverted and stacked.
  • FIG. 19 is a perspective view (a) and a cross-sectional view (b) showing a ring-shaped molded body according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 20 is a plan view and an AA cross-sectional view (b) showing the ring-shaped preform in FIG.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining a magnetic field forming method of a ring-shaped preform.
  • FIG. 22 is a plan view (a), an AA cross-sectional view (b), and a ring-shaped preformed body showing a ring-shaped formed body of another shape according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the sectional views (c), (d) and (e) are shown.
  • FIG. 23 is a plan view (a) showing a ring-shaped preform in Embodiment 3 of the present invention and a cross-sectional view A-A (b) of the preform, and a cross-sectional view (c) showing the ring-shaped preform. is there.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing another shaped ring-shaped molded product according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 25 is a plan view (a) and an A-A cross-sectional view (b) showing a ring-shaped preform in Embodiment 4 of the present invention, and a cross-sectional view (c) showing the ring-shaped preform. is there.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing another shaped ring-shaped molded product according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 27 is a plan view (a) showing a ring-shaped preform according to Embodiment 5 of the present invention, and a cross-sectional view A-A (b) showing the ring-shaped preform, and a cross-sectional view (c) showing the ring-shaped formed body. is there.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing another shaped ring-shaped molded product according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 29 is a plan view (a) and an A-A cross-sectional view (b) showing a ring-shaped preform according to Embodiment 6 of the present invention, and a cross-sectional view (c) showing the ring-shaped preform. is there.
  • FIG. 30 ′ is a cross-sectional view showing another shaped ring-shaped molded product according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 31 is a plan view (a) and an AA cross-sectional view (b) showing a ring-shaped preform according to Embodiment 7 of the present invention, and a cross-sectional view (c) showing the ring-shaped preform. is there.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view showing another shaped ring-shaped molded product according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 33 is a plan view (a) and a side view (b) showing a ring-shaped preformed body according to Embodiment 8 of the present invention, and a side view (c) showing a ring-shaped formed body. .
  • FIG. 34 is a cross-sectional view showing another shaped ring-shaped molded product according to Embodiment 8 of the present invention.
  • FIG. 35 is a plan view (a) and a side view (b) showing the ring-shaped preform in Embodiment 9 of the present invention, and a side view (c) showing the ring-shaped preform.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view showing a ring-shaped formed body of another shape according to Embodiment 9 of the present invention.
  • FIG. 37 is a plan view (a) and a side view (b) showing a ring-shaped preform according to Embodiment 10 of the present invention, and a side view (c) showing the ring-shaped preform.
  • FIG. 38 is a cross-sectional view showing a ring-shaped formed body of another shape according to Embodiment 10 of the present invention.
  • FIG. 39 is a plan view (a) and a side view (b) showing a ring-shaped preform according to Embodiment 11 of the present invention, and a side view (c) showing the ring-shaped preform.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view showing a ring-shaped molded body of another shape according to Embodiment 11 of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a ring-shaped magnet obtained by molding and sintering by the method for manufacturing a ring-shaped magnet of the present invention
  • FIG. FIG. 3 is a plan view showing the configuration of a magnet forming apparatus used in the method of manufacturing the ring-shaped magnet in state 1
  • FIG. 3 shows the configuration of the transfer mold in FIG. 2
  • (a) is a plan view
  • (b) is It is A-A sectional drawing.
  • a ring-shaped magnet 1 formed and manufactured by the magnet forming apparatus of the present invention is a ring preformed body 1a formed into a cylindrical shape as shown in FIG. 1 (a). Rings obtained by laminating and sintering, or having irregularities on the peripheral surface as shown in Fig. 1 (b) (including those with irregularities on the outer peripheral surface but concave and convex on the inner peripheral surface in the figure) Ring It is obtained by laminating and sintering the preform 1a.
  • the ring-shaped magnet 1 obtained by laminating the short-axis ring-shaped preforms 1a and sintering the magnetic preforms at the boundary between the ring-shaped preforms 1a has a small deterioration.
  • a ring magnet 1 having a large amount of magnetic flux is better.
  • the magnet forming apparatus measures magnetic powder in a belt conveyor 2 that conveys a transfer mold 10 and a ring-shaped cavity of the transfer mold 10.
  • Punch set to set the magnetic powder in the cavity of the transfer mold 10 filled with magnetic powder in a state where the upper punch can be press-molded for pressurizing
  • a unit 4 a magnetic forming unit 5 for performing magnetic field pressing of the magnetic powder of the transfer mold 10 in which the upper punch is set and can be pressed, and a ring-shaped preforming formed by magnetic pressing
  • a demold unit 6 for removing the body from the transfer mold 10
  • demolding unit 7 for removing excess magnetic powder adhering to the extracted ring-shaped preform, and a magnetic field application.
  • the transfer mold 10 includes a pallet 10 a that moves on the belt conveyor 2 and a holder (a first holder 1) 10 b, 10 that holds a lower mold part. c, a columnar core 10d, a lower punch 10e, and a core 10d at the center, and the lower punch 10e and the core 10d provide a cavity 10h to which the magnetic powder is supplied.
  • the holder 10b is a ferromagnetic member
  • the holder 10c is a non-magnetic member.
  • the position and direction of the pallet 10a and holders 10b and 10j, holder 10b and lower punch 10e, and lower punch 10e and die 10f are determined by positioning mechanisms using positioning pins. Is regulated.
  • the transfer mold 10 is transferred to the powder feeding and filling unit 3 by the belt conveyor 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a powder feeding / filling unit and its operation.
  • FIG. 4 (a) shows a step of measuring the magnetic powder
  • FIGS. 4 (b) and (c) show a step of supplying powder to the transfer mold 10.
  • the filling unit 3 is a feeding mechanism that measures the magnetic powder 3d and transports the magnetic powder 11 that has been weighed and collected in the container 3c. And a transport mechanism 3e for transporting the sheet to a predetermined position.
  • the powdering and filling unit includes a rotating mechanism 3f for rotating and tilting the container 3c, and a magnetic powder 11 in the container 3c in the cavity 10h.
  • a powder feeding jig 3a for guiding
  • a vibration mechanism 3b including a vibrator or the like for vibrating the powder feeding jig 3a.
  • the height of the ring-shaped molded product to be molded can be made constant as described later, thereby preventing breakage in the laminating step. Can be.
  • the magnetic powder 11 was supplied to the powder supply jig 3a and the cap 10h on the funnel that led to the cavity 10h of the transfer mold 10.
  • a feather jig (not shown) for stirring magnetic powder is set on the die 10 f of the transport jig 10, and then the container 3 c containing the magnetic powder 11 is placed in a rotatable feeding jig. Move to the position of 3a, rotate and tilt the container 3c, and transfer the magnetic powder 11 in the container 3c to the funnel-shaped feeding jig 3a.
  • a shock is applied to the container 3c with a knocker, and the magnetic powder 11 in the container 3c is completely transferred to the funnel-shaped powder supply jig 3a.
  • vibration is applied to the funnel-shaped powder supply jig 3a by the vibration mechanism 3b to transfer all the magnetic powder on the powder supply jig 3a into the cavity 10h, and Rotate the wings, stir the magnetic powder 11 in the cavity 10 h, raise the wings, and uniformly fill the cavity with the magnetic powder 11.
  • the magnetic powder 11 in the cavity is in the magnetic powder.
  • the cavity or the bridge of magnetic powder is broken, and the magnetic powder is uniformly filled in the capity.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the configuration and operation of the punch set unit.
  • the punch set unit is provided with a hand 4a for catching the upper punch 10g, and a moving mechanism for moving the hand 4a up and down and moving the catched upper punch 10g. I have.
  • the transfer mold can be set so that the magnetic powder in the cavity can be pressurized with the upper punch 10 g.
  • each part of the transfer mold 10 is used in the pressurized magnetic field molding in the next step. There is no need for a mechanism to position the robot with high accuracy.
  • the pallet 10a is transported to the stage of the punch set unit 4, and when the pallet 10a is positioned at the specified position, the hand 4a is lowered as shown in FIG. 5 (b).
  • the hand 4a lifts the upper punch 10g and moves it toward the lower die as shown in Fig. 5 (d), catching the upper punch 10g as shown in Fig. 5 (c). Then, it descends, inserts the upper punch 10 g into the core 10 d, releases the upper punch 10 g, and the upper punch 10 g fits into the cavity.
  • the diameter of the upper end of the core 10d is 0.2 mm smaller than the diameter in the cavity, and a taper of 3 ° is provided. Even if there is a deviation of less than mm, there will be no defect that the punch 10 g cannot be inserted into the core 10 d.
  • the hand 4a releases the upper punch 10g, and then moves up to the original position.
  • the transfer mold 10 on which the upper punch 10 g is set is transferred to a predetermined position of the magnetic field forming unit 5 by the belt conveyor 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the configuration and operation of the magnetic field forming unit
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the structure of the pressurizer
  • FIG. 8 is a configuration of the back core It is a top view (a), (c) and AA sectional drawing (b), (d).
  • the magnetic field forming unit 5 transfers the mold portion of the transfer mold 10 on which the upper punch 10 g is set from the pallet 10 a on the belt conveyor 2 to the magnetic field forming unit 5. It has a transfer mechanism 5h for transferring and returning to the pallet 10a on the belt conveyor 2 after magnetic field forming.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration and operation of the magnetic field forming unit
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the structure of the pressurizer
  • FIG. 8 is a configuration of the back core It is a top view (a), (c) and AA sectional drawing (b), (d).
  • the magnetic field forming unit 5 transfers
  • the magnetic field forming unit 5 includes an electromagnetic coil 5a (fixed to a frame) for generating an orientation magnetic field for orienting the magnetic powder, an upper electromagnetic coil 5a and an upper punch.
  • a compression molding mechanism 5b that raises and lowers a pressurizer 5c that pressurizes 10 g, a ring-shaped elastic member 5j, and a back yoke 5d that is driven by an air cylinder (not shown) and contacts the die 10f.
  • the pressurizing element 5c includes a punch pressurizing section 5e that presses the upper punch, a movable rod 5f that is movable to be recessed inside the punch pressurizing section 5e, and a movable rod 5c.
  • a spring 5 g is provided between the back surface of f and the inner surface of the punch pressurizing section 5 e and presses the movable rod 5 f against the core 10 d.
  • the back yoke 5d is one ferromagnetic material having a semicircular concave portion that fits the outer diameter of the die 10f.
  • the back yoke 5d is installed so that the center of its thickness coincides with the center position of the thickness of the die 10f, and moves in the direction of the die 10f to abut.
  • the transfer mold 10 When the transfer mold 10 is transferred from the punch set unit 4 to the magnetic field forming unit 5 by the belt conveyor 2, the mold section is transferred together with the holder 10b as shown in FIG. 6 (a). It is transferred from the pallet 10a to the forming part of the magnetic field forming unit 5 by the mechanism 5h (see Fig. 2).
  • the compression molding mechanism 5b operates, the electromagnetic coil 5a and the pressurizer descend, and the upper and lower frames are fixed by the chucking function.
  • the die 10f is fixed by the ring-shaped elastic member 5j attached to the lower part of the upper frame.
  • the back yoke 5d moves from both sides of the die 10f and comes into close contact with the outer periphery of the die 10f.
  • a current is passed through the electromagnetic coil 5a to generate a radially oriented magnetic field, and at the same time, the pressurizer 5c is lowered, and the upper punch 5g is pressed, as shown in FIG. 6 (c).
  • a 5 g punch press-molds the magnetic powder in the cavity to obtain a radially oriented compact.
  • the compression molding pressure is 10 to 100 MPa, preferably 40 MPa, and the orientation magnetic field is 1 T or more.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the state of magnetic flux in radial orientation.
  • the magnetic field generated by the upper coil 5a turns into a magnetic flux, passes through a ferromagnetic pressurizer 5c, enters a movable rod 5f, which is also a ferromagnetic material, and forms a lower coil 5a.
  • the magnetic field generated in step 1 enters core 10d through holder 11 Ob, which is a ferromagnetic material (see FIG. 6).
  • the lower punch 10e and the upper punch 10g are non-magnetic materials.
  • the magnetic flux indicated by the dashed arrow passes through the movable rod 5f, which is a ferromagnetic material, and the core 10d, and passes through the cavity 10h of the die 10, which is a ferromagnetic material.
  • a radially oriented magnetic field is formed in the cavity 10 h along the diameter direction.
  • the radially oriented ring-shaped preform is returned to the pallet 10a together with the mold part and the holder 10b by the transfer mechanism 5h.
  • the transfer mold including the ring-shaped preform is transferred to a predetermined position of the demold unit 6 by the belt conveyor 2.
  • FIG. 10 is a plan view (a) and an A-A cross-sectional view (b) showing the configuration of the detachable unit.
  • the demolding unit comprises a molded body pressing mechanism constituted by an air cylinder 6a for pressing the ring-shaped preformed body 13 and an upper punch abutting portion 6d; It has a die lifting mechanism consisting of a table 6c that pushes f upward and an air cylinder 6b. -] 9-Yes.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the operation in the removal unit.
  • the air cylinder 6a lifts the pallet 10a, the upper punch 10g hits the upper punch butting portion 6d, and the ring-shaped preform 13 is applied. Pressed. The applied pressure is 0.1 to 1 MPa.
  • the air cylinder 6b operates, the table 6c lifts the die 10f, and the ring-shaped spare The molded body 13 is extracted from the die 10 f.
  • the air cylinder 6a descends, and the pallet 10a rides on the belt conveyor 2.
  • the knurls 10 & are moved to separate holders 10 on the pallets 10a when the dies 10f supported by the tables 6c are lowered.
  • the table press cylinder 6b operates, the table 6c descends, and the die 10f is placed on the holder 10j as shown in Fig. 11 (d). Is placed.
  • the transfer mold 10 is transferred to a predetermined position of the compact dedusting unit 7 by the belt conveyor 2.
  • the compact body dedusting unit consists of a lifting mechanism consisting of a table 7a and an air cylinder 7b for raising and lowering the table 7a, a nozzle 7c for injecting nitrogen gas, and a magnetic powder suction It is provided with a dust suction duct 7d for collection in a dust collector.
  • the pallet 10a stops at a predetermined position, the air cylinder 7b operates and the table 7a rises, and as shown in FIG. 12 (b).
  • the lower core 10e rises while being supported by the table 7a, and the ring-shaped preform 13 is extracted from the core 10d.
  • the upper punch 10 g is also extracted at the same time and placed on another holder 10 j (see FIG. 3).
  • the ring-shaped preform 13 is transferred to the stacking unit 8 by the transfer mechanism 12 together with the holder 10b, the core 10d, and the lower punch.
  • FIG. 14, FIG. 15 and FIG. 16 are cross-sectional views for explaining the configuration and operation of the stacked units.
  • the stacking unit includes a hand 8 as a mechanism for chucking the ring-shaped preform 13. a, a table 8 b for laminating the ring-shaped preform 13, and a mechanism for positioning, elevating and moving the hand 8 a, and a rotation of a motor or the like for rotating the table 8 b although not shown.
  • Mechanism is a hand 8 as a mechanism for chucking the ring-shaped preform 13. a, a table 8 b for laminating the ring-shaped preform 13, and a mechanism for positioning, elevating and moving the hand 8 a, and a rotation of a motor or the like for rotating the table 8 b although not shown.
  • the hand 8a was moved to a position directly above the ring-shaped preform 13 extracted from the core 10d, and as shown in FIG. 14 (b). Then, the hand 8a is lowered and the ring-shaped preform 13 is chucked by the hand 8a.
  • the chucking force shall be 0.1 to 4 N.
  • the hand 8a is raised, and as shown in FIG. 15 (a), the hand 8a is moved so that the center thereof is directly above the rotation center of the table 8b. As shown in Fig. (B), the hand 8a is lowered to place the ring-shaped preform 13 on the table 8b. At this time, the center of the ring-shaped preform 13 coincides with the rotation center of the table 8b.
  • the second-stage and third-stage ring-shaped preforms are placed on the first-stage ring-shaped preform 13. 13 are laminated, and this laminating step is repeated to laminate the ring-shaped preforms 13 by the required number of stages.
  • the height of the ring-shaped preform 13 varies, and when the height increases, unnecessary pressure is applied to the ring-shaped preform 13 during stacking, and the ring-shaped preform 13 is crushed.
  • the hand 8a releases the ring-shaped preformed body 13 in the air, and when the hand 8a is broken by the impact of dropping, a sudden occurrence occurs, but in this embodiment, the ring-shaped preformed body is formed once. Since the weight of the preform 13 is measured to a constant amount in the step of measuring the magnetic powder of the powder feeding and filling unit 3 shown in FIG. 2, the height of the ring-shaped preform 13 is kept constant. No unnecessary force or impact force is applied to the ring-shaped preform 13 during stacking.
  • FIG. 17 shows that the ring-shaped preform 13 of each stage is rotated by an arbitrary angle.
  • FIG. 17B is a view showing a stacking process.
  • FIG. 17 (a) the A position of the first-stage ring-shaped preform 13 is shown in FIG. 17 (b).
  • the table 8b is rotated to invert the position A by 180 °, and the second-stage ring-shaped preform 13 is laminated.
  • FIG. 17 (c) the table 8b is rotated by 90 ° and the third-stage ring-shaped preform 13 is laminated, and as shown in FIG. 17 (d). As such, 180 more.
  • the fourth-stage ring-shaped preform 13 is laminated.
  • the deviated magnetic properties can be canceled.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a state in which an axial end face is turned upside down and stacked in every other stage when the ring-shaped preform is formed.
  • the magnetic properties of the ring-shaped preform 13 may have, for example, a gradient on the upper punch side and the lower punch side, and a steep change in the magnetic properties may occur at the junction of each stage.
  • the axial end face of the ring-shaped preform 13 was inverted and the lower surface was set to the upper punch side, and in the second stage, the lower surface was set to the lower punch side without being inverted, and was sequentially inverted.
  • Fig. 18 shows a case where the axial end face of the ring-shaped preform is formed upside down at every other stage and stacked, but only the upper stage produces a magnetic characteristic gradient. , When only the lower stage produces a gradient in magnetic characteristics For example, the same effect can be obtained by reversing the axial end face of only the step at the time of molding and laminating.
  • a rotary actuator is provided on the chuck portion of the hand 8 a shown in FIGS. 14 to 16.
  • the mold sections 10d and 10e and the holder 10b are returned to the pallet 10a by the transfer mechanism 12 and the mold is subjected to the next step. It is transported to the mold set unit 9.
  • Mold dedusting Z mold set unit 9 has a powder removal mechanism that removes magnetic powder adhering to the transfer mold 10 and a magnetic powder can be supplied to the powder supply and filling unit 3 so that the transfer metal can be returned to the initial state. And a setting mechanism for setting each part of the mold 10.
  • the powder removing mechanism has a nozzle capable of injecting nitrogen gas into each part of the transfer mold 10 (having a mechanism for moving it to each part of the transfer mold 10), and sucks magnetic powder blown off by the nitrogen gas. And a suction mechanism for collecting dust.
  • the powder removing mechanism and the setting mechanism By the powder removing mechanism and the setting mechanism, the processes up to the forming and stacking of the next cycle can be performed smoothly.
  • the setting mechanism lifts the die 10f placed on the holder 10j shown in Fig. 3 and lifts the lower punch 10e placed on the holder 10b. It is a mechanism to move it up.
  • the cylindrical shaped body on which the ring-shaped preformed bodies 13 are stacked is transferred to a sintering / heat treatment furnace, where it is sintered / heat treated at a predetermined temperature, and then subjected to finishing as required.
  • the ring magnet 1 shown in the figure is obtained.
  • a plurality of transfer dies 10 are simultaneously transferred to the belt conveyor 2 using the belt conveyor 2.
  • the process for producing short-axis ring-shaped preforms is processed at each unit provided at each location, and the required number of ring-shaped preforms are stacked (laminated), reducing tact time.
  • FIG. 19 is a perspective view (a) and a cross-sectional view (b) showing a ring-shaped formed body obtained by laminating the ring-shaped preformed body according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. FIG. 2 is a plan view and an AA cross-sectional view (b) showing a ring-shaped preform in FIG.
  • the ring-shaped molded product lb is formed by stacking a plurality of radially oriented ring-shaped preformed products 1a (three stages shown). It is formed by forming
  • each ring-shaped preform 1a has a concave portion 1c formed over the entire periphery of one end surface, and a convex portion 1e formed over the entire periphery of the other end surface.
  • each ring-shaped preform 1a is connected and integrated at a fitting portion 1d where a convex portion 1e fits into a concave portion 1c as shown in FIG. 19 (b). Therefore, the center axis of each ring-shaped preform 1a can be easily adjusted.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining a magnetic field forming method of the ring-shaped preform in this embodiment.
  • the mold includes a die 10 ⁇ ⁇ ⁇ made of a ring-shaped ferromagnetic material made of steel or a super hard material, a core 10d made of steel or the like, a nonmagnetic stainless steel or Equipped with upper and lower punches 10 g and 10 e made of carbide material, one end of the upper and lower punches 10 g and 10 e has an arc-shaped convex shape, and the other end has a convex arc radius. It is a concave shape having the same arc shape.
  • a cavity 10h is formed between the outer peripheral surface of the upper and lower end punches 10g and 10e inserted between the two.
  • An electromagnetic coil 5a is provided on both sides of the core 10d.
  • an orientation magnetic field indicated by a broken arrow passing through the upper and lower cores 10d and the die 10f is generated.
  • the magnetic powder is supplied to the cavity 10 h, and the magnetic powder is compressed and pressed by the upper and lower punches 10 g and 10 e in a state where the alignment magnetic field is applied.
  • a radially oriented ring-shaped preform 1a having the other end face convex is obtained.
  • the obtained plurality of ring-shaped preforms 1a are fitted with the concave portions 1c and the convex portions 1e, and are stacked to obtain a ring-shaped molded product 1b.
  • the ring-shaped molded body 1b is pressed in the axial direction with a pressure of 50 MPa or less so that the ring-shaped molded product 1b is not damaged, so that it is more securely fixed. Can be integrated.
  • heat treatment such as aging treatment can be performed to manufacture a ring-shaped magnet having a long axial length.
  • the ring-shaped formed body lb is stacked in a separate step, the ring-shaped preformed body 1a which is individually magnetically formed is stacked in a separate process, so that the ring-shaped formed body lb is stacked while being magnetically formed in a mold.
  • a ring-shaped magnet with good magnetic properties can be obtained without causing radial disturbance at the lamination boundary.
  • a plurality of ring-shaped preforms having a concave portion 1c formed on one end surface of the ring-shaped preform 1a, a convex portion 1e formed on the other end surface, and a concave portion 1c and a convex portion 1e formed. Since the compact 1a is fitted and integrated with the concave 1c and the convex 1e, the center axis of each ring-shaped preform 1a can be easily adjusted. As a result, a product having good shape accuracy can be obtained, and a deviation at the time of conveyance can be prevented.
  • the uppermost and lowermost ring-shaped preforms 1a to be laminated are provided with a concave portion 1c and a convex portion 1e at both end surfaces, but the uppermost and lowermost surfaces of the uppermost and lowermost stages are By making it flat, the overall length of the ring-shaped molded body 1 can be shortened.
  • Fig. 22 is a plan view (a) showing the ring-shaped preform 1b with the upper end surface and the lower end surface flat at the uppermost and lowermost stages, and a sectional view taken along the line AA (b).
  • (c), (d) and (e) are sectional views of the ring-shaped preform 1a.
  • the upper end surface of the uppermost ring-shaped preform 1 a (c) is made flat, and the upper and lower end surfaces of the intermediate ring-shaped preform 1 a (b) are provided with a concave portion 1 c and a convex portion 1.
  • e is formed, and the lower end surface of the lowermost ring-shaped preform la (e) is flattened.
  • the shaft length can be shortened, and the installation / transport state can be stabilized.
  • FIG. 23 is a plan view (a) showing a ring-shaped preform according to Embodiment 3 of the present invention, and a cross-sectional view (A) of FIG.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing a ring-shaped formed body having another shape according to Embodiment 3 of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 19 indicate the same or corresponding parts.
  • the concave and convex portions are arc-shaped.
  • the ring-shaped preform 1a The concave portion 1c and the convex portion 1e have the same V-shape, and as shown in FIG. 23 (c), a plurality of ring-shaped preforms are formed at the fitting portion 1d.
  • the ring-shaped molded body 1b is manufactured by fitting the concave portion 1c of 1a and the convex portion 1e.
  • the upper end surface of the uppermost ring-shaped preform 1a and the lower end surface of the lowermost ring-shaped preform 1a are flattened to form the ring-shaped preform. Not only can the overall length of 1b be shortened, but also the installation and transport conditions can be stabilized.
  • FIG. 25 is a plan view (a) and an A-A cross-sectional view (b) showing a ring-shaped preform according to Embodiment 4 of the present invention, and a cross-sectional view (c) showing a ring-shaped preform.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing a ring-shaped formed body having a different shape according to Embodiment 4 of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 19 indicate the same or corresponding parts.
  • one end surface of the ring-shaped preform 1a is formed as an inclined surface which is depressed toward the inner peripheral side, so that the concave portion 1 is formed.
  • the other end face is formed to have the same inclination angle as the inclination angle of the concave portion 1c which is depressed to the outer peripheral side, thereby forming the convex portion 1e.
  • the concave portion 1c and the convex portion 1e of the plurality of ring-shaped preforms 1a are fitted together to form a ring-shaped molded product 1b.Also, as shown in FIG.
  • the overall length of the ring-shaped preform 1b can be shortened. As well as being able to stabilize the installation and transport conditions.
  • FIG. 27 is a plan view (a) and a cross-sectional view taken along the line AA (b) of the ring-shaped preform according to the fifth embodiment of the present invention, and a ring-shaped preform.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing a ring-shaped molded body having a different shape according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIG. 19 denote the same or corresponding parts. ing.
  • one end face of the ring-shaped preform 1a has a ring shape along the circumference and an arc-shaped cross section.
  • a concave portion lc is formed, and on the other end surface, a convex portion 1e is formed by forming an arc-shaped projection identical to the arc shape of the concave portion 1c, and FIG. 27 (c)
  • the concave portion 1c and the convex portion 1e of the plurality of ring-shaped preforms 1a are fitted at the fitting portion 1d to produce the ring-shaped molded product 1b.
  • the upper end surface of the upper ring-shaped preform 1a and the lower end surface of the lowermost ring-shaped preform 1a are flattened to form a ring.
  • the total length of the body 1b can be shortened, and the installation and transport state can be stabilized.
  • concave portion 1c and the convex portion 1e are not limited to those having an arc-shaped cross section, but may be V-shaped, trapezoidal, or U-shaped.
  • FIG. 29 is a plan view (a) and an A-A cross-sectional view (b) showing a ring-shaped preform according to Embodiment 6 of the present invention, and a cross-sectional view (c) showing a ring-shaped preform.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing a ring-shaped formed body having another shape according to Embodiment 6 of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 19 indicate the same or corresponding parts.
  • a step is provided between the inner peripheral side and the outer peripheral side on both end surfaces of the ring-shaped preform 1a.
  • a concave portion 1c is formed on the inner peripheral side of the end surface of the boss, and a convex portion 1e is formed on the inner peripheral side of the other end surface.
  • the concave portion 1c and the convex portion 1e of the ring-shaped preform 1a are fitted to produce a ring-shaped preform 1b.
  • the concave portion and the convex portion of the preform can be easily fitted.
  • the upper end surface of the uppermost ring-shaped preform 1a and the lower end surface of the lowermost ring-shaped preform 1a are flattened to form the ring-shaped preform 1a.
  • the total length of the body 1b can be shortened, and the installation and transport state can be stabilized.
  • Embodiments 2 to 6 the case where the concave portion 1c and the convex portion 1e are formed in a ring shape along the circumference of the ring-shaped preform 1a is shown.
  • the part 1e may be formed intermittently.
  • FIG. 31 is a plan view (a) and an A-A cross-sectional view (b) showing a ring-shaped preform according to Embodiment 7 of the present invention, and a cross-sectional view (c) showing a ring-shaped preform.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view showing a ring-shaped formed body having a different shape according to Embodiment 7 of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 19 indicate the same or corresponding parts.
  • FIGS. 31 (a) and (b) four spherical concave portions 1c are formed on one end face of the ring-shaped preform 1a, and A convex portion 1e is formed by forming four spherical protrusions having the same shape as the concave portion 1c on the end face of the fitting portion 1d as shown in FIG. 31 (c).
  • the concave portion 1c and the convex portion 1e of the ring-shaped preform 1a are fitted to form the ring-shaped preform 1b.
  • the uppermost ring-shaped preform 1 a By making the upper end surface and the lower end surface of the lowermost ring-shaped preform 1a flat, the overall length of the ring-shaped preform 1b can be shortened, and the installation and transport state is stabilized. be able to.
  • FIG. 33 is a plan view (a) and a side view (b) showing a ring-shaped preform in Embodiment 8 of the present invention, and a side view (c) showing a ring-shaped preform.
  • FIG. 19 is a side view showing a ring-shaped formed body having another shape according to Embodiment 8 of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 19 indicate the same or corresponding parts.
  • a semicircular concave part lc extending in the radial direction is formed on one end face of the ring-shaped preform 1a.
  • the upper end surface of the uppermost ring-shaped preform 1a and the lower end surface of the lowermost ring-shaped preform 1a are flattened to form a ring-shaped preform. Not only can the overall length of 1b be shortened, but also the installation and transport conditions can be stabilized.
  • FIG. 35 is a plan view (a) and a side view (b) showing a ring-shaped preform according to the ninth embodiment of the present invention, and a side view (c) showing the ring-shaped preform.
  • FIG. 19 is a side view showing a ring-shaped formed body having a different shape according to Embodiment 9 of the present invention, wherein the same reference numerals as those in FIG. The corresponding part is shown.
  • the shape of the convex portion 1e and the concave portion 1c in the eighth embodiment is a trapezoid extending in the radial direction. It is.
  • the upper end surface of the uppermost ring-shaped preform 1a and the lower end surface of the lowermost ring-shaped preform 1a are flattened to form the ring-shaped preform. Not only can the overall length of 1b be shortened, but also the installation and transport conditions can be stabilized.
  • FIG. 37 is a plan view (a) and side views (b) and (c) showing a ring-shaped preformed body according to Embodiment 10 of the present invention, and a side view (d) showing a ring-shaped formed body.
  • Fig. 38 is a side view showing a ring-shaped molded body of another shape according to the tenth embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in Fig. 19 indicate the same or corresponding parts.
  • a semicircular arc extending in the radial direction is provided on one end face of the ring-shaped preform 1a.
  • the convex portions 1e and the concave portions 1c are alternately formed at 90 ° intervals, and the semi-circular concave portions 1c and the convex portions 1e of the same shape are alternately formed at 90 ° intervals on the other end face.
  • the concave portion 1c and the convex portion 1e of the plurality of ring-shaped preforms 1a are fitted at the fitting portion 1d to form the ring-shaped compact lb. We are making. .
  • the uppermost ring-shaped preform 1 a By flattening the upper end surface and the lower end surface of the lowermost ring-shaped preform 1a, the overall length of the ring-shaped preform 1b can be shortened, and the installation and transport conditions are stabilized. can do.
  • a molding die for forming the ring-shaped preform 1a can be easily manufactured.
  • Embodiment 11 1.
  • FIG. 39 is a plan view (a) and side views (b) and (c) showing a ring-shaped preform according to Embodiment 11 of the present invention, and a side view (d) showing a ring-shaped preform.
  • FIG. 40 is a side view showing a ring-shaped molded article of another shape according to Embodiment 11 of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 19 indicate the same or corresponding parts.
  • the shapes of the convex portion 1e and the concave portion 1c in the ninth embodiment extend in the radial direction. It has a trapezoidal shape, in which convex portions 1e and concave portions 1c are formed alternately at 90 ° intervals.
  • the upper end surface of the uppermost ring-shaped preform 1a and the lower end surface of the lowermost ring-shaped preform 1a are flattened to form a ring-shaped preform.
  • the total length of the body 1b can be shortened, and the installation and transport state can be stabilized.
  • Embodiments 8 to 11 the case where the cross section of the concave portion 1c and the convex portion 1e is arc-shaped or trapezoidal is shown.
  • the present invention is not limited to this. You may.
  • a ring-shaped magnet having good magnetic properties without radial disturbance is formed. It is possible to improve the shape accuracy and prevent deviation during transport.
  • the ring magnet of the present invention can also be applied to a method of laminating while forming a magnetic field in a mold.
  • another magnetic powder such as N d 2 F e 1 4 B
  • N d 2 F e 1 4 B may be a bonded magnet material obtained by mixing the resin in the magnetic powder.
  • the present invention is used, for example, for manufacturing a permanent magnet used in a rotary electric motor such as a motor.

Landscapes

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Abstract

　従来、軸長が長いリング型磁石を得るため、短軸のリング型磁石を成型加工して接着する、あるいは成型金型の内部で短軸のリング状成形体を成型しつつ積層するなどの方法がとられていたが、接着では生産性が悪く、形状精度が悪いという問題があり、また成型金型の内部で短軸のリング状成形体を成型しつつ積層する方法では積層界面付近等の配向乱れによる磁気特性の低下が生じるという問題があった。　この発明は、ラジアル配向が施された複数のリング状予備成形体（１ａ）を軸方向に積み重ねてリング状予備成形体（１ａ）の端面間を固着したリング状成形体を形成し、このリング状成形体を焼結・熱処理したリング型磁石（１）とすることによって、積層界面付近等の配向乱れによる磁気特性の低下が少く、形状精度のよいリング型磁石及びその製造方法を得る。

Description

リング型磁石及びその製造方法
技術分野
この発明は、 モータの回転子等に用いられるリング型磁石に係り、 特 明
に軸方向に長尺の磁石を得るための構造及びその製造方法に関するもの 田
である。
背景技術
従来、 リング状の永久磁石成形方法は、 金型のキヤビティ内に磁石材 料成形用粉末を充填し、 この磁石材料成形用粉末に金型の周辺に配設さ れた一対のコイルにより磁場をかけて配向を行いながら、 プレス加工を 施す。 金型は、 コア、 下パンチ、 コア及び下パンチが揷入されるダイか らなる下型にキヤビティが形成され、 ダイ及び下パンチと対向して配置 された上パンチがキヤビティ内の磁性粉末を加圧する。
この成形方法で、 小型モ一夕に多用されているラジアル異方性リング 型磁石を磁場成形するにあたって、 軸方向に長い円筒状の磁石を成形す る場合、 配向磁場強度が十分に得られず、 磁性粉末の配向率が低下し、 高い磁気特性が得られないという問題点がある。
リング型磁石をラジアル配向する場合、 一般に、 磁性粉末をリング状 に成形する金型のコアを通過する磁束とダイの内部径を通過する磁束は 等しくなるので、 リング磁石の内径 （金型のコア径) を D i、 リング型 磁石の外径 (金型のダイ内径) を D o、 リング磁石の高さ (ダイの高さ ) を H、 金型のコアを通過する磁束密度を B c、 ダイ内部径を通過する 磁束密度を B dとすると、 下記式 （ 1 ) の関係が成り立つ。
2 X ノ 4 X D i 2 X B c = 兀 X D 0 X H X B d… （ 1 )
金型のコアに S 4 5 C等の鋼材を用いた場合、 この鋼材の飽和磁束密 度は 1 . 5 T程度なので、 上記式 （ 1 ) において B c = 1 . 5とし、 磁 場配向に必要な磁場を 1 . 0 T以上とすると、 B d = 1 . 0 Tとなり、 磁場配向成形できるリング型磁石の高さ Hは下記式 ( 2 ) となる。
H = 3 D i 2 / 4 D o ··· ( 2 )
リング型磁石を磁場成形する場合、 リング型磁石の軸長が上記式 ( 2
) の Hの値を超えると配向性の低下が問題となる。 そこで従来は上記式 ( 2 ) の Hの値以下の短い軸長のリング磁石を製作し、 それを接着剤等 で接合し、 必要な軸長のリング型磁石を製造していた。
また、 例えば、 特開平 9— 2 3 3 7 7 6号公報に示されているように
、 磁場成形ができる範囲の短い磁石成形体を金型内で積層して必要な軸 長の磁石を成形する方法が提案されている。
また、 例えば、 特開平 1 0— 5 5 9 1 4号公報に示されているように
、 磁場成形によって、 予備成形体を成形し、 複数個の予備成形体を予備 成形時の加圧力よりも大きな加圧力で加圧して一体化する方法が提案さ れている。
従来のラジアル異方性リング型磁石は、 上記のようにラジアル方向に 配向された軸長の短い磁石を形状加工し、 接着剤等で接合して積み上げ て必要な軸長のリング型磁石を製造しているが、 この方法では、 生産性 が悪く、 また、 .積み上げた各磁石の中心軸がずれる等によって外径精度 が悪くなり、 ステ一夕と組み合わせたときのエアギヤップが不均一にな るなど、 組立による形状精度の悪化が起こり、 磁気特性が劣化するとい う問題があった。
また、 金型内で短い軸長の磁石成形体を積み重ねて、 必要とする長軸 W
- 3 - 長の磁石成形体を成形する方法では、 成形された磁石成形体の上に新た な磁性粉を充填して磁場配向及び成形を行うので、 既に成形された磁石 成形体との積層界面付近の配向が乱れ易く、 磁気特性が低下するという 問題があった。
また、 既に成形した磁石成形体を金型下部に移動する際に、 金型と摺 動する側面付近の配向が乱れ易く、 磁気特性が低下するという問題があ つた。 ·
また、 最初に成形された磁石成形体は繰り返し加圧を受け、 最初に成 形された磁石成形体と、 最後に成形された磁石成形体との間では加圧回 数が異なるため、 密度差が生じ、 焼結時に変形が生じるという問題があ つた。 - また、 予備成形体を成形し、 複数個の予備成形体を予備成形時の加圧 力よりも大きな加圧力で加圧して一体化する方法では再加圧のためのよ り大きな成形設備が必要になるとともに、 再加圧の際に予備成形体が破 損しやすいとぃゔ問題がある。 .
この発明は上記のような問題を解消するためになされたもので、 積層 したリング状予備成形体の積層界面付近等の配向乱れによる磁気特性の 低下が少く、 生産性がよく、 形状精度がよいものとすることができるリ ング型磁石及びその製造方法を提供することを目的とする。 発明の開示
この発明に係る第 1のリング型磁石は、 ラジアル配向が施された複数 のリング状予備成形体を軸方向に積み重ねてリング状成形体とし、 上記 リング状成形体を焼結したものである。
これによれば、 リング状予備成形体間の境界部の磁気特性劣化が小さ ぃリング型磁石を生産性よく製造することができる。 この発明に係る第 2のリング型磁石は、 上記リング状予備成形体の 上記軸方向両端面の一方の端面に凹部が形成され、 他方の端面に凸部が 形成され、 上記リング状成形体は、 上記軸方向に隣り合うリング状予備 成形体の上記凹部と上記凸部とが嵌合されているものである。
これによれば、 各リング状予備成形体の中心軸を容易に合わせること ができ、 形状精度のよいものが得られるとともに、 搬送時のズレを防止 することができる。
この発明に係る第 3のリング型磁石は、 上記凹部及び凸部が、 上記端 面を円弧状に形成したものである。
これによれば、 円弧状に形成した凹部及と凸部を嵌め合わせることに より、 各リング状予備成形体の中心軸を容易に合わせることができ、 形 状精度のよいものが得られるとともに、 搬送時のズレを防止することが できる。
この発明に係る第 4のリング型磁石は、 上記凹部及び凸部が、 上記端 面を V字状に形成したものであることを特徴とする請求項 1記載のリン グ型磁石。
これによれば、 V字状に形成した凹部及凸部を嵌め合わせることによ り、 各リング状予備成形体の中心軸を容易に合わせることができ、 形状 精度のよいものが得られるとともに、 搬送時のズレを防止することがで さる。
この発明に係る第 5のリング型磁石は、 上記凹部及び凸部が、 上記端 面の内周と外周との間に段差を設けて形成したものである。
これによれば、 端面の内周と外周との間の段差を嵌め合わせることに より、 各リング状予備成形体の中心軸を容易に合わせることができ、 形 状精度のよいものが得られるとともに、 搬送時のズレを防止することが できる。 また、 段差部にテ一パを設けておけば、 予備成形体を積み重ね る際に予備成形体を損傷することなく、 精度よく積み重ねることができ る。
この発明に係る第 6のリング型磁石は、 上記凹部及び凸部が、 上記端 面の内周と外周との間に傾斜を設けて形成したものである。
これによれば、 端面の内周と外周との間の傾斜を嵌め合わせることに より、 各リング状予備成形体の中心軸を容易に合わせることができ、 形 状精度のよいものが得られるとともに、 搬送時のズレを防止することが できる。
この発明に係る第 7のリング型磁石は、 上記凹部及び凸部が、 円周方 向に所定の間隔で形成された複数個の球面形状物であるものである。
これによれば、 凸の球面形状物と凹の球面形状物とを嵌め合わせるこ とにより、 各リング状予備成形体の中心軸を容易に合わせることができ 、 形状精度のよいものが得られるとともに、 搬送時のズレを防止するこ とができる。
この発明に係る第 8のリング型磁石は、 上記凹部及び凸部の断面が円 弧状、 V字状、 コの字状または台形であるものである。
これによれば、 凸の円弧状、 V字状、 コの字状または台形と凹の円弧 状、 V字状、 コの字状または台形とを嵌め合わせることにより、 各リン グ状予備成形体の中心軸を容易に合わせることができ、 形状精度のよい ものが得られるとともに、 搬送時のズレを防止することができる。 この発明に係る第 9のリング型磁石は、 上記凹部及び凸部が、 上記端 面に沿ってリング状に形成されたものである。
これによれば、 凸のリング状形成部と凹のリング状形成部とを嵌め合 わせることにより、 各リング状予備成形体の中心軸を容易に合わせるこ とができ、 形状精度のよいものが得られるとともに、 搬送時のズレを防 止することができる。 この発明に係る第 1 0のリング型磁石は、 上記凹部及び凸部が、 上記 リング状予備成形体のラジアル方向に複数個、 形成されたものである。 これによれば、 ラジアル方向に複数個、 形成されたも凸部と凹部とを 嵌め合わせることにより、 各リング状予備成形体の中心軸を容易に合わ せることができ、 形状精度のよいものが得られるとともに、 搬送時のズ レを防止することができる。
この発明に係る第 1 1のリング型磁石は、 上記凹部が形成された上記 一方の端面に、 さらに上記凸部が形成され、 上記凸部が形成された上記 他方の端面に、 さらに上記凹部が形成されているものである。
これによれば、 ラジアル方向に複数個、 形成した凸部と凹部とを嵌め 合わせることにより、 各リング状予備成形体の中心軸を容易に合わせる ことができ、 形状精度のよいものが得られるとともに、 搬送時のズレを 防止することができる。
この発明に係る第 1 2のリング型磁石は、 上記リング状予備成形体の 、 最上段の上端面及び最下段の下端面は上記凹部及び凸部が形成されて いないフラットな面である。
これによれば、 載置、 搬送時にリング状成形体を安定した状態に保つ ことができるとともに、 軸長を短くすることができる。
この発明に係る第 1のリング型磁石の製造方法は、 ラジアル配向が施 された複数のリング状予備成形体を形成する工程と、 上記リング状予備 成形体を軸方向に積み重ねてリング状成形体を形成する工程と、 上記リ ング状成形体を焼結する工程とを備えたものである。
これによれば、 境界部の磁気特性劣化が小さいリング型磁石を生産性 よく製造することができる。
この発明に係る第 2のリング型磁石の製造方法は、 上記リング状成形 体を積み重ねた方向に 5 0 M P a以下の圧力で加圧するものである。 これによれば、 リング状予備成形体間の密着を確実にすることができ る。
この発明に係る第 3のリング型磁石の製造方法は、 リング状成形体を 形成する工程が、
ダイと、 上記ダイ内部に挿入され、 リング状の空間を上記ダイとの間 で形成するコアと、 上記空間の下部を閉塞して磁性粉末が供給 ·充填さ れるキヤビティを形成する下パンチと、 上記キヤビティ内に供給される 磁性粉末を加圧するための上パンチを具備するとともに、 搬送可能な複 数の搬送金型を、 順次、
上記キヤビティ内に上記磁性粉末を供給 ·充填する工程、
上記キヤビティ内にラジアル方向の磁場を掛けながら、 上記磁性粉末 を軸方向に加圧し、 リング状予備成形体を成形する工程、
上記リング状予備成形体を上記搬送金型から抜き出す工程、 上記搬送金型から抜き出したリング状予備成形体をその軸方向に複数 段に積層する工程、
に搬送し上記各工程を実施できるようにしたものである。
これによれば、 タクトタイムが短くなり、 リング状予備成形体間の境 界部の磁気特性劣化が小さいリング型磁石を生産性よく製造することが できる。
この発明に係る第 4のリング型磁石の製造方法は、 上記キヤビティに 供給する磁性粉末を一定量計量する工程を有するものである。
これによれば、 リング状予備成形体の高さは一定になり、 段積みの際 にリング状予備成形体に不要な力が加わつたり、 衝撃力が加わったりす るのを防止することができる。
この発明に係る第 5のリング型磁石の製造方法は、 上記上パンチを上 記キヤビティ上に移動し、 揷入する工程を有するものである。 これによれば、 キヤビティに磁性粉末を供給 ·充填した後、 上パンチ でキヤビティ内の磁性粉末を加圧できる状態に金型をセッ卜することが できる。
また、 上パンチがキヤビティに揷入された状態で加圧成形を行うこと ができるので、 加圧成形時に搬送金型の各部を高精度に位置決めする動 作機構を必要としない。 .
この発明に係る第 5のリング型磁石の製造方法は、 上記リング状予備 成形体を上記搬送金型から抜き出す工程において、 上記リング状予備成 形体を加圧しながら上記ダイから抜き出すものである。
これによれば、 リング状予備成形体を搬送金型から抜き出す過程にお いて、 搬送金型から抜き出されたリング状予備成形体の上部と搬送金型 内にあるリング状予備成形体の下部との間の内部応力差が小さくなり、 クラックの発生が防止される。
この発明に係る第 6のリング型磁石の製造方法は、 上記リング状予備 成形体を上記搬送金型から抜き出す工程の途中で、 上記リング状予備成 形体に付着した上記磁性粉末を除去するものである。
これによれば、 リング状予備成形体間にギャップが生じてリング状予 備成形体が傾いたり、 加圧によって破損したりするのを防止することが できる。
この発明に係る第 7のリング型磁石の製造方法は、 上記搬送金型から 抜き出したリング状予備成形体をその軸方向に複数段に積層する工程に おいて、 上記リング状予備成形体をその中心軸を中心に回転して積層す るものである。
これによれば、 凹凸形状を有するリング状予備成形体の凸部を各段に おいてスキュー角度回転させたリング磁石を得ることができる。
また、 リング状予備成形体が円周方向に磁気特性の偏りを生じた場合 、 その磁気特性の偏り.をキャンセルすることができる。
この発明に係る第 8のリング型磁石の製造方法は、 上記搬送金型から 抜き出したリング状予備成形体をその軸方向に複数段に積層する工程に おいて、 成形時における軸方向端面を反転させて、 上記リング状予備成 形体を積層するものである。
これによれば、 リング状予備成形体の磁気特性が、 上パンチ側と下パ ンチ側で勾配を生じた場合各段の接合部における磁気特性の急峻な変化 を防止することができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明の永久磁石成形装置で成形し、 焼結して得られる リング型磁石の例を示す斜視図である。
第 2図は、 この発明の実施の形態 1における永久磁石成形装置の構成 を示す平面図である。
第 3図は、 第 2図における搬送金型の構成を示し、 （a ) は平面図、 ( b ) は A— A断面図である。
第 4図は、 給粉 ·充填ュニット及びその動作を説明する断面図である 第 5図は、 パンチセッ卜ュニッ卜の構成及び動作を説明する断面図で ある。
第 6図は、 磁場成形ュニットの構成及び動作を説明する断面図である 第 7図は、 加圧子の構造を示す断面図である。
第 8図は、 バックコアの構成を示す平面図 （a ) , ( c ) 及び A— A 断面図 （b ) , B— B断面図 （d ) である。
第 9図は、 ラジアル配向における磁束の状態を示す断面図である。 第 1 0図は、 脱型ユニットの構成を示す平面図 （a ) 及び A— A断面 図 （b ) である。
第 1 1図は、 脱型ュニットにおける動作を説明するための断面図であ 第 1 2図は、 成形体脱粉ユニットの構成及び動作を説明する断面図で ある。
第 1 3図は、 成形体脱粉ユニットの構成及び動作を説明する断面図で ある。
第 1 4図は、 段積みュニットの構成及び動作を説明するための断面図 である。
第 1 5図は、 段積みュニットの構成及び動作を説明するための断面図 である。
第 1 6図は、 段積みユニットの構成及び動作を説明するための断面図 である。
第 1 7図は、 各段の成形体 1 3を任意の角度だけ回転された状態に積 層する工程を示す図である。
第 1 8図は、 リング状予備成形体の軸方向端面を上下反転させて段積 みした状態を示す断面図である。
第 1 9図は、 この発明の実施の形態 2におけるリング状成形体を示す 斜視図 （a ) 及び断面図 （b ) である。
第 2 0図は、 第 1 9図における、 リング状予備成形体を示す平面図及 び A— A断面図 （b ) である。
第 2 1図は、 リング状予備成形体の磁場成形方法を説明するための断 面図である。
第 2 2図は、 この発明の実施の形態 2における別形状のリング状成形 体を示す平面図 （a ) 、 A— A断面図 （b ) 及びリング状予備成形体を 示す断面図 （c) 、 (d) 、 (e) である。
第 2 3図は、 この発明の実施の形態 3におけるリング状予備成形体を 示す平面図 (a) 及び A— A断面図 (b) 、 並びにリング状成形体を示 す断面図 （c) である。
第 24図は、 この発明の実施の形態 3における別形状のリング状成形 体を示す断面図である。
第 2 5図は、 この発明の実施の形態 4におけるリング状予備成形体を 示す平面図 （a) 及び A— A断面図 （b) 、 並びにリング状成形体を示 す断面図 （c) である。
第 2 6図は、 この発明の実施の形態 4における別形状のリング状成形 体を示す断面図である。
第 2 7図は、 この発明の実施の形態 5におけるリング状予備成形体を 示す平面図 （a) 及び A— A断面図 （b) 、 並びにリング状成形体を示 す断面図 （c) である。
第 2 8図は、 この発明の実施の形態 5における別形状のリング状成形 体を示す断面図である。
第 2 9図は、 この発明の実施の形態 6におけるリング状予備成形体を 示す平面図 （a) 及び A— A断面図 （b) 、 並びにリング状成形体を示 す断面図 （c ) である。
第 3 0図'は、 この発明の実施の形態 6における別形状のリング状成形 体を示す断面図である。
第 3 1図は、 この発明の実施の形態 7におけるリング状予備成形体を 示す平面図 （a) 及び A— A断面図 （b) 、 並びにリング状成形体を示 す断面図 (c ) である。
第 3 2図は、 この発明の実施の形態 7における別形状のリング状成形 体を示す断面図である。 第 3 3図は、 この発明の実施の形態 8におけるリング状予備成形体を 示す平面図 （a ) 及び側面図 （b ) 、 並びにリング状成形体を示す側面 図 （ c ) である。 .
第 3 4図は.. この発明の実施の形態 8における別形状のリング状成形 体を示す断面図である。
第 3 5図は、 この発明の実施の形態 9におけるリング状予備成形体を 示す平面図 ( a ) 及び側面図 ( b ) 、 並びにリング状成形体を示す側面 図 （ c ) である。
第 3 6図は、 この発明の実施の形態 9における別形状のリング状成形 体を示す断面図である。
第 3 7図は、 この発明の実施の形態 1 0におけるリング状予備成形体 を示す平面図 （a ) 及び側面図 （b ) 、 並びにリング状成形体を示す側 面図 （ c ) である。
第 3 8図は、 この発明の実施の形態 1 0における別形状のリング状成 形体を示す断面図である。
第 3 9図は、 この発明の実施の形態 1 1におけるリング状予備成形体 を示す平面図 （a ) 及び側面図 （b ) 、 並びにリング状成形体を示す側 面図 （ c ) である。
第 4 0図は、 この発明の実施の形態 1 1における別形状のリング状成 形体を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の各実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態 1 .
第 1図は、 この発明のリング型磁石の製造方法で成形し、 焼結して得 られるリング型磁石の例を示す斜視図、 第 2図は、 この発明の実施の形 態 1におけるリング型磁石の製造方法に用いられる磁石成形装置の構成 を示す平面図、 第 3図は、 第 2図における搬送金型の構成を示し、 （a ) は平面図、 （b ) は A— A断面図である。
第 1図に示したように、 この発明の磁石成形装置で成形し、 製造され るリング型磁石 1は、 第 1図 ( a ) のように円筒状に成形したリング予 備成形体 1 aを積層し、 焼結して得られるもの、 あるいは第 1図 ( b ) のように周面に凹凸を有する （図では外周面に凹凸があるが内周面に凹 凸を有するものも含む） リング状予備成形体 1 aを積層し、 焼結して得 られるものである。
このように、 短軸のリング状予備成形体 1 aを積層し、 焼結したリン グ型磁石 1は、 リング状予備成形体 1 a間の境界部における磁気特性の 劣化が小さくなるため、 総磁束量が大きなリング磁石 1とすることがで さる。
この実施の形態における磁石成形装置は、 第 2図に示したように、 搬 送金型 1 0を搬送するベルトコンベア 2と、 搬送金型 1 0のリング状キ ャビティ内に、 磁性粉末を計量して供給 ·充填する給粉 ·充填ュニッ ト 3と、 磁性粉末が充填された搬送金型 1 0におけるキヤビティ内の磁性 粉末を加圧のための上パンチが加圧成形できる状態にセットするパンチ セットユニット 4と、 上パンチがセッ卜され、 加圧成形できる状態にな つた搬送金型 1 0の磁性粉末を磁場加圧成形を行う磁場成形ユニット 5 と、 磁場加圧成形されたリング状予備成形体を搬送金型 1 0から抜き出 すための脱型ュニット 6と、 抜き出されたリング状予備成形体に付着す る余分な磁性粉末を取り除くための成形体脱粉ュニット 7と、 磁場加圧 成形されたリング状予備成形体を積み重ねるための段積みュニッ 1、 8と 、 搬送金型 1 0に付着した磁性粉末を除去し、 搬送金型 1, 0を搬送状態 にセットする金型脱粉/金型セットュニット 9とを備えている。 第 3図に示したように、 搬送金型 1 0は、 ベルトコンベア 2上を移動 するパレット 1 0 aと、 下金型部分を保持するホルダー （第 1のホルダ 一） 1 0 b , 1 0 cと、 柱状のコア 1 0 d、 下パンチ 1 0 e、 及び中心 にコア 1 0 dを配し、 下パンチ 1 0 eとコア 1 0 dとで磁性粉末が供給 されるキヤビティ 1 0 hを形成するダイ 1 0 f からなる下金型部と、 別 のホルダー （第 2のホルダー） 1 0 j に保持された上パンチ 1 0 g (上 金型部) とを備えている。 なお、 ホルダー 1 0 bは強磁性体部材であり 、 ホルダー 1 0 cは非磁性体部材である。
パレット 1 0 aとホルダー 1 0 b , 1 0 j 、 ホルダ一 1 0 bと下パン チ 1 0 e、 及び下パンチ 1 0 eとダイ 1 0 f は、 それぞれ位置決めピン による位置決め機構で位置及び方向を規制している。
このように位置決め機構を設けることによって、 パレツト上での金型 部品のセッ ト （上パンチのコア、 ダイへの挿入等） 、 搬送金型 1 0を磁 場成形ュニット 5へ移送する際の位置決 が容易に行われる。
以下に、 各ユニットにおける構成及び動作を第 2図を参照しつつ説明 する。
まず、 搬送金型 1 0は給粉 ·充填ュニット 3にベルトコンベア 2で搬 送される。
第 4図は、 給粉 ·充填ュニット及びその動作を説明する断面図である 。 第 4図 （a ) は磁性粉末の計量工程、 第 4図 （b ) 、 ( c ) は搬送金 型 1 0への給粉工程である。
給粉 '充填ユニット 3は、 第 2図に示したように、 磁性粉末を計量す る計量機構 3 dと、 計量され容器 3 cに採取された磁性粉末 1 1を搬送 金型 1 0の位置まで搬送する搬送機構 3 eとを備えている。 また、 第 4 図に示したように、 給粉 '充填ユニットは、 容器 3 cを回転させて傾け る回転機構 3 f と、 容器 3 c内の磁性粉末 1 1をキヤビティ 1 0 h内に 導くための給粉治具 3 aと、 給粉治具 3 aを振動させる振動子等からな る振動機構 3 bとを備えている。
搬送金型 1 0が給粉 ·充填ュニッ卜に搬送されると、 第 4図 ( a ) の 磁性粉末の計量工程では、 振動フィーダと重量計を用いて一定重量の磁 性粉末 1 1を計量しながら容器 3 cに収納する。
このように、 容器 3 cに収納する磁性粉末を計量することによって、 後述のように、 成形されるリング状成形体の高さを一定にすることがで き、 積層工程における破損を防止することができる。
第 4図 （b ) 、 （c ) の給粉工程では、 磁性粉末 1 1を搬送金型 1 0 のキヤビティ 1 0 hに導くロート上の給粉治具 3 aとキヤピティ 1 0 h に供給した磁性粉末を攪拌する羽状治具 （図示せず） を搬送治具 1 0の ダイ 1 0 f 上にセットした後、 磁性粉末 1 1を収納した容器 3 cをロー ト状の給粉治具 3 aの位置まで移動し、 容器 3 cを回転させて傾け、 容 器 3 c内の磁性粉末 1 1をロート状の給粉治具 3 aへ移す。 さらに、 容 器 3 cにノッカーで衝撃を加え、 容器 3 c内の磁性粉末 1 1を残りなく ロート状の給粉治具 3 aへ移す。 さらに、 ロート状の給粉治具 3 aに振 動機構 3 bで振動を与えて給粉治具 3 a上の全ての磁性粉末をキヤビテ ィ 1 0 h内に移し、 上記羽状治具の羽を回転させてキヤビティ 1 0 h内 の磁性粉末 1 1をかき混ぜながら羽を上昇させて、 キヤビティ内に磁性 粉末 1 1を均一に充填する。 '
上記羽状治具の羽を回転させてキヤビティ内の磁性粉末 1 1をかき混 せながら羽を上昇させてキヤビティ内に磁性粉末 1 1を充填することに よって、 キヤビティ内の磁性粉末中にある空洞あるいは磁性粉末のブリ ッジが壊されて、 キヤピティ中に磁性粉末が均一に充填される。
磁性粉末が充填された搬送金型は、 ベルトコンベア 2でパンチセッ ト ユニット 4に搬送され、 規定位置で位置決めされる。 第 5図は、 パンチセットュニットの構成及び動作を説明する断面図で ある。 同図に示したように、 パンチセットユニットは、 上パンチ 1 0 g をキャッチングするハンド 4 aと、 ハンド 4 aを昇降させ、 キャッチン グした上パンチ 1 0 gを移動させる移動機構を備えている。
パンチセットユニットによって、 上パンチ 1 0 gでキヤビティ内の磁 性粉末を加圧できる状態に搬送金型をセットすることができる。
また、 上パンチ 1 0 gをキヤビティに挿入し、 磁性粉末を加圧できる 状態に搬送金型 1 0をセッ卜するので、 次工程における加圧磁場成形に おいて、 搬送金型 1 0の各部を高精度に位置決めする機構を必要としな い。
第 5図 （a ) のように、 パレット 1 0 aがパンチセットュニット 4の ステージに搬送され、 規定位置で位置決めされると、 第 5図 （b ) のよ うに、 ハンド 4 aが下降し、 上パンチ 1 0 gをキャッチングし、 第 5図 ( c ) のように、 ハンド 4 aは上パンチ 1 0 gを持ち上げて、 第 5図 （ d ) のように、 下型の方へ移動し、 下降して上パンチ 1 0 gをコア 1 0 dに揷入し、 上パンチ 1 0 gを放し、 上パンチ 1 0 gはキヤビティに嵌 り合う。 コア 1 0 dの上端部の直径は、 キヤビティ内における直径より 0 . 2 mm小さく、 3 ° のテーパが付与されているので、 パンチ揷入時 にパレットとハンド 4 aの位置に、 0 . 1 mm未満のずれがあっても、 コア 1 0 dにパンチ 1 0 gが揷入できないといった不良は発生しない。 次に、 ハンド 4 aは上パンチ 1 0 gを放した後、 上昇し元の位置に移動 する。
上パンチ 1 0 gがセットされた搬送金型 1 0は、 ベルトコンベア 2で 磁場成形ュニット 5の所定の位置に搬送される。
第 6図は、 磁場成形ユニットの構成及び動作を説明する断面図、 第 7 図は、 加圧子の構造を示す断面図、 第 8図は、 バックコアの構成を示す 平面図 （a ) ， ( c ) 及び A— A断面図 （b ) , ( d ) である。 第 2図 に示したように、 磁場成形ユニット 5は、 上パンチ 1 0 gがセットされ た搬送金型 1 0の金型部をベルトコンベア 2上のパレット 1 0 aから磁 場成形ュニット 5に移載し 磁場成形後にベルトコンベア 2上のパレッ ト 1 0 aに戻す移載機構 5 hを有する。 第 6図に示したように、 磁場成 形ュニット 5は、 磁性粉末を配向させるための配向磁場を発生する電磁 コイル 5 a (フレームに固定されている） と、 上側電磁コイル 5 a及び 上パンチ 1 0 gを加圧する加圧子 5 cを昇降させる圧縮成形機構 5 bと 、 リング状弾性部材 5 j と、 図示していないエアシリンダによって駆動 されてダイ 1 0 f と接触するバックヨーク 5 dを備えている。
第 7図に示したように、 加圧子 5 cは、 上パンチを加圧するパンチ加 圧部 5 eと、 パンチ加圧部 5 e内部へくぼむように可動する可動ロッド 5 f と、 可動ロッド 5 f の背面とパンチ加圧部 5 e内面との間にあり、 可動ロッド 5 f をコア 1 0 dに押し付けるバネ 5 gを備えている。
また、 第 8図に示したように、 バックヨーク 5 dはダイ 1 0 f の外径 に嵌り合う半円状の凹部を有する一つの強磁性体である。 バックヨーク 5 dは、 その厚みの中心がダイ 1 0 f の厚みの中心位置と一致するよう に設置され、 ダイ 1 0 f の方向に移動して当接する。
搬送金型 1 0がパンチセットユニット 4からベルトコンベア 2で磁場 成形ユニット 5へ搬送されると、 第 6図 （a ) に示したように、 金型部 が、 ホルダ一 1 0 bとともに移載機構 5 h (第 2図参照） でパレット 1 0 aから磁場成形ュニット 5の成形部に移載される。
次に、 第 6図 ( b ) に示したように、 圧縮成形機構 5 bが作動し、 電 磁コイル 5 a及び加圧子が下降し、 上側及び下側フレーム同士がチヤッ キング機能によって固定されると共に、 上側フレームの下部に取り付け られたリング状弾性部材 5 j により、 ダイ 1 0 f が固定される。 その後 、 ダイ 1 0 f の両側からバックヨーク 5 dが移動し、 ダイ 1 0 f の外周 に密着する。 次いで、 電磁コイル 5 aに電流が流されてラジアル配向磁 場が発生するとともに加圧子 5 cが下降し、 上パンチ 5 gが加圧され、 第 6図 ( c ) に示したように、 上パンチ 5 gがキヤビティ内の磁性粉末 を圧縮成形することによって、 ラジアル配向された成形体が得られる。 圧縮成形圧力は 1 0〜1 0 0 M P a、 好ましくは 4 0 M P aとし、 配向 磁界は 1 T以上にする。
第 9図は、 ラジアル配向における磁束の状態を示す断面図である。 上 側のコイル 5 aで発生した磁界は、 磁束となつて強磁性体である加圧子 5 cを通って、 同じく強磁性体である可動ロッド 5 f に入り、 下側のコ ィル 5 aで発生した磁界は、 強磁性体であるホルダ一 1 O bを通ってコ ァ 1 0 dに入る （第 6図参照） 。 下パンチ 1 0 e及び上パンチ 1 0 gは 非磁性体である。
第 9図に示したように、 破線矢印で示す磁束は、 強磁性体である可動 ロッド 5 f 及びコア 1 0 dを通って、 強磁性体であるダイ 1 0 ίのキヤ ビティ 1 0 hを直径方向に通り、 キヤビティ 1 0 h内にラジアル配向磁 場が形成される。
ラジアル配向されたリング状予備成形体は金型部及びホルダ一 1 0 b とともにパレツ ト 1 0 a上に移載機構 5 hによって戻される。
リング状予備成形体を含む搬送金型は、 .ベルトコンベア 2で脱型ュニ ット 6の所定位置に搬送される。
第 1 0図は、 脱型ユニットの構成を示す平面図 （a ) 及び A— A断面 図 ( b ) である。 同図に示したように、 脱型ユニットは、 リング状予備 成形体 1 3を加圧するエアシリンダ 6 a及び上パンチ突き当て部 6 dに よって構成される成形体加圧機構と、 ダイ 1 0 f を上方に押し上げるテ 一ブル 6 c及びエアシリンダ 6 b等からなるダイ押し上げ機構とを備え -】 9 - ている。
第 1 1図は、 脱型ュニットにおける動作を説明するための断面図であ る。 第 1 1図 ( a ) に示したように、 エアシリンダ 6 aがパレツト 1 0 aを持ち上げ、 上パンチ 1 0 gが上パンチ突き当て部 6 dに当たり、 リ ング状予備成形体 1 3が加圧される。 加圧力は 0 . 1〜 1 M P aとする 次に、 第 1 1図 ( b ) に示したように、 エアシリンダ 6 bが作動し、 テーブル 6 cがダイ 1 0 f を持ち上げ、 リング状予備成形体 1 3がダイ 1 0 f から抜き出される。
次に、 第 1 1図 （ c ) に示したように、 エアシリンダ 6 aが下降し、 パレット 1 0 aがベルトコンベア 2上に乗る。 ベルトコンベア 2によつ て、 ノ\°レット 1 0 &は、 テ一ブル 6 cに支持されたダイ 1 0 f が下降し たときにパレット 1 0 a上に置かれた別のホルダー 1 0 j に載置される 位置まで移動し、 図 1 1 ( d ) に示したように、 テーブル加圧シリンダ 6 bが作動し、 テーブル 6 cが下降してホルダー 1 0 j上にダイ 1 0 f が載置される。
リング状予備成形体 1 3を搬送金型 1 0から抜き出す過程において、 搬送金型 1 0から抜き出されたリング状予備成形体 1 3の上部と搬送金 型 1 0内にあるリング状予備成形体 1 3の下部との間に内部応力差があ るとクラックを生じやすいが、 この脱型ユニットにおいては、 リング状 予備成形体 1 3が加圧された状態でダイ 1 0 f から成形体 1 3を抜き出 すので、 リング状予備成形体 1 3の上面と下面との間の内部応力差が小 さくなり、 クラックの発生が防止される。
ダイ 1 0 f が抜き取られた後、 搬送金型 1 0は、 ベルトコンベア 2に よって成形体脱粉ュニット 7の所定位置に搬送される。
第 1 2図及び第 1 3図は、 成形体脱粉ュニットの構成及び動作を説明 する断面図である。 同図に示したように、 成形体脱粉ユニットは、 テー ブル 7 a及びテーブル 7 aを昇降させるエアシリンダ 7 bからなる昇降 機構と、 窒素ガスを噴射するノズル 7 cと、 磁性粉を吸入し集塵機に回 収するための吸塵ダクト 7 dとを備えている。
第 1 2図 （a ) に示したように、 パレツ ト 1 0 aは所定の位置で停止 し、 エアシリンダ 7 bが作動しテーブル 7 aが上昇し、 第 1 2図 ( b ) に示したように、 下コア 1 0 eがテーブル 7 aに支持されて上昇し、 リ ング状予備成形体 1 3はコア 1 0 dから抜き出される。 なお、 この時上 パンチ 1 0 gも同時に抜き出され、 別のホルダー 1 0 j (第 3図参照) に載置される。
第 1 3図 （a ) に示したように、 コア 1 0 dからリング状予備成形体 1 3を抜き出す過程において、 リング状予備成形体 1 3の上面が若千コ 7 1 0 dから突出した時に、 ノズル 7 cから窒素ガスを噴出してリング 状予備成形体 1 3表面に付着する磁性粉末を吹き飛ばし、 吸引ダクト 7 dで吸引する。 その後、 第 1 3図 （b ) に示したようにコア 1 0 dから リング状予備成形体 1 3を抜き出す。
成形体脱粉ユニット 7で、 リング状予備成形体 1 3の余分な磁性粉末 を除去することによって、 次工程の段積みにおいて、 リング状予備成形 体 1 3間にギャップが生じてリング状予備成形体 1 3が傾いたり、 加圧 によって破損したりするのを防止することができる。
脱粉工程の後、 リング状予備成形体 1 3は、 ホルダー 1 0 b、 コア 1 0 d及び下パンチとともに、 移載機構 1 2によって段積みュニット 8に 移される。
第 1 4図、 第 1 5図及び第 1 6図は、 段積みュニットの構成及び動作 を説明するための断面図である。 同図に示したように、 段積みユニット は、 リング状予備成形体 1 3をチヤッキングする機構としてのハンド 8 aと、 リング状予備成形体 1 3を積層するテーブル 8 bと、 図示してい ないが、 ハンド 8 aを位置決めし、 昇降させ、 移動させる機構と、 テー ブル 8 bを回転させるモータ等の回転機構とを備えている。
第 1 4図 （a ) に示したように、 ハンド 8 aをコア 1 0 dから抜き出 されたリング状予備成形体 1 3の直上に移動させ、 第 1 4図 （b ) に示 したように、 ハンド 8 aを下降させてリング状予備形体 1 3をハンド 8 aでチヤッキングする。 チヤッキング力は 0 . 1〜 4 Nとする。
次に、 ハンド 8 aを上昇させ、 第 1 5図 ( a ) に示したように、 ハン ド 8 aをその中心がテーブル 8 bの回転中心の直上となるように移動さ せ、 第 1 5図 （b ) に示したように、 ハンド 8 aを下降させてリング状 予備形体 1 3をテーブル 8 bに載置する。 この時、 リング状予備成形体 1 3の中心はテーブル 8 bの回転中心と一致する。
さらに、 同様にして、 第 1 6図 （a ) 及び （b ) に示したように、 1 段目のリング状予備成形体 1 3の上に 2段目及び 3段目のリング状予備 成形体 1 3を積層し、 この積層工程を繰り返して必要な段数だけリング 状予備成形体 1 3を積層する。
リング状予備成形体 1 3の高さにばらつきが生じ、 高さが高くなると 段積みの際に不要な圧力がリング状予備形体 1 3に加わり、 リング状予 備成形体 1 3が押しつぶされ、 高さが低くなるとハンド 8 aが空中でリ ング状予備成形体 1 3を放し、 落下の衝撃で破壊するといつたことが生 じるが、 この実施の形態では 1回に成形されるリング状予備成形体 1 3 の重量は、 第 2図に示した給粉 ·充填ュニット 3の磁性粉末の計量工程 で一定量に計量されているので、 リング状予備成形体 1 3の高さは一定 になり、 段積みの際にリング状予備成形体 1 3に不要な力が加わったり 、 衝撃力が加わったりすることはない。
第 1 7図は、 各段のリング状予備成形体 1 3を任意の角度だけ回転さ れた状態 積層する工程を示す図であり、 例えば、 第 1 7図 （a ) に示 したように、 1段目のリング状予備成形体 1 3の A位置を第 1 7図 （b ) に示したように、 テーブル 8 bを回転させて A位置を 1 8 0 ° 反転さ せて、 2段目のリング状予備成形体 1 3の積層を行う。 さらに 第 1 7 図 （c ) に示したように、 テーブル 8 b耷 9 0 ° 回転させて 3段目のリ ング状予備形体 1 3の積層を行い、 第 1 7図 ( d ) に示したように、 さ らに 1 8 0。 テーブル 8 bを回転させて 4段目のリング状予備成形体 1 3の積層を行う。
このように、 各段のリング状予備成形体 1 3を任意の角度だけ回転さ れた状態に積層することによって、 例えば、 第 1図 （b ) に示したよう に、 凹凸形状を有するリング状予備成形体 1 aの凸部を各段においてス キュー角度回転させたリング型磁石を得ることができる。
また、 リング状予備成形体 1 3が円周方向に磁気特性の偏りを生じた 場合、 その磁気特性の偏りをキャンセルすることができる。
第 1 8図は、 1段置きに、 リング状予備成形体の成形時における軸方 向端面を上下反転させて段積みした状態を示す断面図である。 リング状 予備成形体 1 3の磁気特性は、 例えば、 上パンチ側と下パンチ側で勾配 を生じる場合があり、 各段の接合部で急峻な磁気特性の変化が生じるこ とがあるが、 第 1 8図のように、 1段目はリング状予備成形体 1 3の軸 方向端面を反転させて下面を上パンチ側とし、 2段目は反転させず下面 を下パンチ側とし、 順次反転した積層と反転しない積層を繰り返すこと によって、 各段の接合部における磁気特性の急峻な変化を防止すること ができる。
第 1 8図の場合は、 1段置きに、 リング状予備成形体の成形時におけ る軸方向端面を上下反転させて段積みする場合を示したが、 上段のみが 磁気特性の勾配を生じる場合、 下段のみが磁気特性の勾配を生じる場合 等にはその段のみ成形時における軸方向端面を反転させて積層すること によって、 同様の効果が得られる。
このように、 リング状予備成形体 1 3を反転させて積層するためには 、 第 1 4図乃至第 1 6図に示したハンド 8 aのチヤック部分に回転ァク チユエ一夕を設ける。
段積み工程が終了すると、 金型部 1 0 d， 1 0 e及びホルダ一 1 0 b は移載機構 1 2によってパレット 1 0 a上に戻され、 次の工程を行う金 型脱粉/金型セットュニット 9に搬送される。
金型脱粉 Z金型セットュニット 9は、 搬送金型 1 0に付着した磁性粉 末を除去する除粉機構と、 給粉 ·充填ュニット 3において磁性粉末を供 給でき、 初期の状態に搬送金型 1 0の各部をセットするセット機構とを 備えている。
除粉機構は、 窒素ガスを搬送金型 1 0の各部に噴射することができる ノズル （搬送金型 1 0の各部に移動させる機構を有する） と、 窒素ガス によって吹き飛ばされた磁性粉末を吸引し、 集塵するための吸引機構と を有する。
除粉機構及びセット機構によって、 次サイクルの成形及び段積みまで の工程を円滑に行うことができる。
' セット機構は、 積層工程終了後に、 第 3図に示したホルダー 1 0 j上 に載置されているダイ 1 0 f を、 持ち上げてホルダー 1 0 bに載置され ている下パンチ 1 0 e上に移動させる機構である。
リング状予備成形体 1 3が段積みされた筒状成形体は、 焼結 ·熱処理 炉へ移され、 所定の温度で焼結 ·熱処理をした後、 必要に応じて仕上げ 加工を施し、 第 1図に示したリング型磁石 1を得る。
この実施の形態におけるリング型磁石の製造装置によれば、 複数個の 搬送金型 1 0をベルトコンベア 2を用いて、 同時にベルトコンベア 2の 各所に設けられた各ュニットで短軸のリング状予備成形体を製作するプ 口セスを処理し、 必要な個数のリング状予備成形体を段積み （積層） す るので、 タクトタイムが短くなり、 リング状予備成形体間の境界部の磁 気特性劣化が小さいリング型磁石を生産性よく製造することができる。 実施の形態 2 .
第 1 9図は、 この発明の実施の形態 2におけるリング状予備成形体を 積層したリング状成形体を示す斜視図 ( a ) 及び断面図 ( b ) 、 第 2 0 図は、 第 1 9図における、 リング状予備成形体を示す平面図及び A— A 断面図 （b ) である。
第 1 9図 （a ) 及び （b ) に示したように、 リング状成形体 l bは、 ラジアル方向に配向されたリング状予備成形体 1 aを複数段 （図示は 3 段） 積み重ねて、 一体化することにより形成される。
また、 各リング状予備成形体 1 aは、 第 2 0図に示したように、 一方 の端面の全周にわたって凹部 1 cが形成され、 他方の端面の全周にわた つて凸部 1 eが形成されおり、 第 1 9図 （b ) に示したように、 凹部 1 cに凸部 1 eが嵌合する嵌合部 1 dで各リング状予備成形体 1 aが連結 され一体化されるので、 各リング状予備成形体 1 aの中心軸を容易に合 わせることができる。
第 2 1図は、 この実施の形態におけるリング状予備成形体の磁場成形 方法を説明するための断面図である。 同図に示したように、 金型は、 鋼 または超硬材料等からなるリング状の強磁性体からなるダイ 1 0 ίと、 鋼等からなるコア 1 0 dと、 非磁性のステンレス鋼または超硬材料から なる上下パンチ 1 0 g , 1 0 eを備え、 上下パンチ 1 0 g、 1 0 eの一 方の先端は円弧形状の凸形状であり、 他方の先端は凸形状の円弧半径と 同一の円弧形状を有する凹形状である。
また、 リング状の強磁性体であるダイ 1 0 f の内周面と、 上下コア 4 の外周面と、 この両者の間に挿入される上下パンチ 1 0 g， 1 0 eの先 端面との間にキヤビティ一 1 0 hが形成されるように構成されている。
コア 1 0 dの両側には、 電磁コイル 5 aが設けられ、 電磁コイル 5 a に通電すると、 上下コア 1 0 d及びダイ 1 0 f を通る破線矢印で示した 配向磁場が発生する。
キヤビティー 1 0 hに磁性粉末を供給し、 配向磁場が掛けられた状態 で、 磁性粉末を上下パンチ 1 0 g、 1 0 eにより圧縮加圧することによ つて、 リング状で一方の端面が凹形状であり他方の端面が凸形状のラジ アル配向されたリング状予備成形体 1 aが得られる。
得られた複数のリング状予備成形体 1 aを、 第 1 9図に示したように 、 凹部 1 cと凸部 1 eとを嵌合させ、 積み重ねてリング状成形体 1 bを 得る。 凹部 1 cと凸部 1 eとを嵌合させた後、 軸方向にリング状成形体 1 bが破損しない程度の圧力、 5 0 M P a以下の圧力で加圧することに よって、 より確実に固着一体化することができる。
得られたリング状成形体 1 bを所定の温度、 雰囲気で焼結した後、 時 効処理等の熱処理をすることによって軸長が長いリング型磁石を製造す ることができる。
この実施の形態によれば、 リング状成形体 l bは、 個別に磁場成形さ れたリング状予備成形体 1 aを別工程で積み重ねるので、 金型内で磁場 成形しつつ積層する従来のものにおいて発生する積層境界におけるラジ アル配向の乱れが生じることがなく、 磁気特性のよいリング型磁石が得 られる。
また、 リング状予備成形体 1 aの一方の端面に凹部 1 cを形成し、 他 方の端面に凸部 1 eを形成し、 凹部 1 c及び凸部 1 eを形成した複数の リング状予備成形体 1 aを凹部 1 c及び凸部 1 eで嵌合させて一体化し ているので、 各リング状予備成形体 1 aの中心軸を容易に合わせること ができ、 形状精度のよいものが得られるとともに、 搬送時のズレを防止 することができる。
第 1 9図では, 積層する最上段及び最下段のリング状予備成形体 1 a 両端面に凹部 1 cと凸部 1 eを設けたが、 最上段及び最下段の上端面及 び下端面はフラットにすることによって、 リング状成形体 1の全長を短 くすることができる。
第 2 2図は、 最上段及び最下段のリング状予備成形体 1 a上端面及び 下端面をフラットにしたリング状成形体 1 bを示す平面図 (a) 、 A— A断面図 （b) 、 リング状予備成形体 1 aの断面図 （c) 、 （d) 、 （ e) である。 図示のように、 最上段のリング状予備成形体 1 a (c) の 上端面をフラットにし、 中間部のリング状予備成形体 1 a (b) の上下 端面には凹部 1 c及び凸部 1 eを形成し、 最下段のリング状予備成形体 l a (e) の下端面をフラットにする。
このように、 リング状成形体 1 bの上下面をフラットにすることによ つて、 軸長を短くすることができ、 また、 設置 ·搬送状態を安定にする ことができる。
実施の形態 3.
第 2 3図は、 この発明の実施の形態 3におけるリング状予備成形体を 示す平面図 （a) 及び A— A断面図 (b) 、 並びにリング状成形体を示 す断面図 （c) 、 第 24図は、 この発明の実施の形態 3における別形状 のリング状成形体を示す断面図であり、 第 1 9図と同一符号は同一部分 または相当部分を示している。
上記実施の形態 2では、 凹部及び凸部を円弧状としたが、 この実施の 形態においては、 第 2 3図 (a) 及び （b) に示したように、 リング状 予備成形体 1 aの凹部 1 c及び凸部 1 eを同一形状の V字形状とし、 第 2 3図 （c) に示したように、 嵌合部 1 dで複数のリング状予備成形体 1 aの凹部 1 cと凸部 1 eとを嵌合してリング状成形体 1 bを作製して いる。
また、 第 2 4図に示したように、 最上段のリング状予備成形体 1 aの 上端面及び最下段のリング状予備成形体 1 aの下端面をフラットにする ことによって、 リング状成形体 1 bの全長を短くすることができるとと もに、 設置 ·搬送状態を安定化することができる。
実施の形態 4 .
第 2 5図は、 この発明の実施の形態 4におけるリング状予備成形体を 示す平面図 （a ) 及び A— A断面図 （b ) 、 並びにリング状成形体を示 す断面図 （c ) 、 第 2 6図は、 この発明の実施の形態 4における別形状 のリング状成形体を示す断面図であり、 第 1 9図と同一符号は同一部分 または相当部分を示している。
この実施の形態においては、 第 2 5図 （a ) 及び （b ) に示したよう に、 リング状予備成形体 1 aの一方の端面を内周側にへこむ傾斜面とす ることにより凹部 1 cを形成し、 他方の端面を外周側にへこむ凹部 1 c の傾斜角度と同一の傾斜面とすることにより凸部 1 eを形成し、 第 2 5 図 （c ) に示したように、 嵌合部 1 dで複数のリング状予備成形体 1 a の凹部 1 cと凸部 1 eとを嵌合してリング状成形体 1 bを作製している また、 第 2 6図に示したように、 最上段のリング状予備成形体 1 aの 上端面及び最下段のリング状予備成形体 1· aの下端面をフラットにする ことによって、 リング状成形体 1 bの全長を短くすることができるとと もに、 設置 ·搬送状態を安定化することができる。
実施の形態 5 .
第 2 7図は、 この発明の実施の形態 5におけるリング状予備成形体を 示す平面図 （a ) 及び A— A断面図 （b ) 、 並びにリング状成形体を示 す断面図 （c ) 、 第 2 8図は、 この発明の実施の形態 5における別形状 のリング状成形体を示す断面図であり、 第 1 9図と同一符号は同一部分 または相当部分を示している。
この実施の形態においては、 第 2 7図 （a ) 及び （b ) に示したよう に、 リング状予備成形体 1 aの一方の端面に、 円周に沿ったリング状で 断面が円弧状の溝を形成することによって、 凹部 l cを形成し、 他方の 端面に凹部 1 cの円弧形状と同じ円弧状の突起を形成することによって 、 凸部 1 eを形成し、 第 2 7図 ( c ) に示したように、 嵌合部 1 dで複 数のリング状予備成形体 1 aの凹部 1 cと凸部 1 eとを嵌合してリング 状成形体 1 bを作製している。 - また、 第 2 8図に示したように、 最上段のリング状予備成形体 1 aの 上端面及び最下段のリング状予備成形体 1 aの下端面をフラットにする ことによって、 リング状成形体 1 bの全長を短くすることができるとと もに、 設置 ·搬送状態を安定化することができる。
また、 凹部 1 c及び凸部 1 eは断面が円弧状のものに限らず、 V字状 、 台形あるいはコの字状のものでもよい。
実施の形態 6 .
第 2 9図は、 この発明の実施の形態 6におけるリング状予備成形体を 示す平面図 （a ) 及び A— A断面図 （b ) 、 並びにリング状成形体を示 す断面図 （c ) 、 第 3 0図は、 この発明の実施の形態 6における別形状 のリング状成形体を示す断面図であり、 第 1 9図と同一符号は同一部分 または相当部分を示している。
この実施の形態においては、 第 2 9図 ( a ) 及び （b ) に示したよう に、 リング状予備成形体 1 aの両端面に内周側と外周側との間に段差を 設け、 一方の端面の内周側に凹部 1 cを形成し、 他方の端面の内周側に 凸部 1 eを形成し、 第 2 9図 （c ) に示したように、 嵌合部 1 dで複数 のリング状予備成形体 1 aの凹部 1 cと凸部 1 eとを嵌合してリング状 成形体 1 bを作製している。
また、 図示はしないが段差部にテーパを設けることで、 予備成形体の 凹部と凸部の嵌合が容易に行える。
また、 第 3 0図に示したように、 最上段のリング状予備成形体 1 aの 上端面及び最下段のリング状予備成形体 1 aの下端面をフラッ卜にする ことによって、 リング状成形体 1 bの全長を短くすることができるとと もに、 設置 ·搬送状態を安定化することができる。
なお、 上記実施の形態 2ないし 6では、 凹部 1 c及び凸部 1 eをリン グ状予備成形体 1 a円周に沿ってリング状に形成した場合を示している が、 凹部 1 c及び凸部 1 eを断続的に形成してもよい。
実施の形態 7 .
第 3 1図は、 この発明の実施の形態 7におけるリング状予備成形体を 示す平面図 （a ) 及び A— A断面図 （b ) 、 並びにリング状成形体を示 す断面図 （c ) 、 第 3 2図は、 この発明の実施の形態 7における別形状 のリング状成形体を示す断面図であり、 第 1 9図と同一符号は同一部分 または相当部分を示している。
この実施の形態においては、 第 3 1図 （a ) 及び （b ) に示したよう に、 リング状予備成形体 1 aの一方の端面に 4個の球面状の凹部 1 cを 形成し、 他方の端面に凹部 1 cの形状と同じ 4個の球面状の突起を形成 することによって凸部 1 eを形成し、 第 3 1図 （c ) に示したように、 嵌合部 1 dで複数のリング状予備成形体 1 aの凹部 1 cと凸部 1 eとを 嵌合してリング状成形体 1 bを作製している。
第 3 1図の例では、 凹部 1 c及び凸部 1 eを 4個設けた場合を示した が、 この個数に限らず、 2個以上設ければよい。
また、 第 3 2図に示したように、 最上段のリング状予備成形体 1 aの 上端面及び最下段のリング状予備成形体 1 aの下端面をフラットにする ことによって、 リング状成形体 1 bの全長を短くすることができるとと もに、 設置 ·搬送状態を安定化することができる。
実施の形態 8 .
第 3 3図は、 この発明の実施の形態 8 おけるリング状予備成形体を 示す平面図 ( a ) 及び側面図 ( b ) 、 並びにリング状成形体を示す側面 図 （c ) 、 第 3 4図は、 この発明の実施の形態 8における別形状のリン グ状成形体を示す側面図であり、 第 1 9図と同一符号は同一部分または 相当部分を示している。 - この実施の形態においては、 第 3 3図 （a ) 及び （b ) に示したよう に、 リング状予備成形体 1 aの一方の端面にラジアル方向に延びた半円 弧状の凹部 l cを 9 0 ° 間隔で 4個形成し、 他方の端面に同じ形状のラ ジアル方向に延びた半円弧状の凸部 1 eを 4個形成し、 第 3 3図 ( c ) に示したように、 嵌合部 1 dで複数のリング状予備成形体 1 aの凹部 1 cと凸部 1 eとを嵌合してリング状成形体 1 bを作製している。
第 3 3図の例では、 凹部 1 c及び凸部 1 eを 4個設けた場合を示した が、 この個数に限らず、 2個以上設ければよい。
また、 第 3 4図に示したように、 最上段のリング状予備成形体 1 aの 上端面及び最下段のリング状予備成形体 1 aの下端面をフラットにする ことによって、 リング状成形体 1 bの全長を短くすることができるとと もに、 設置 ·搬送状態を安定化することができる。
実施の形態 9 .
第 3 5図は、 この発明の実施の形態 9におけるリング状予備成形体を 示す平面図 ( a ) 及び側面図 （b ) 、 並びにリング状成形体を示す側面 図 ( c ) 、 第 3 6図は、 この発明の実施の形態 9における別形状のリン グ状成形体を示す側面図であり、 第 1 9図と同一符号は同一部分または 相当部分を示している。
この実施の形態においては、 第 3 5図 （a ) 及び （b ) に示したよう に、 上記実施の形態 8における凸部 1 e及び凹部 1 cの形状をラジアル 方向に延びた台形としたものである。
第 3 5図の例では、 凹部 1 c及び凸部 1 eを 9 0 ° 間隔で 4個設けた 場合を示したが、 この個数に限らず、 2個以上設ければよい。
また、 第 3 6図に示したように、 最上段のリング状予備成形体 1 aの 上端面及び最下段のリング状予備成形体 1 aの下端面をフラットにする ことによって、 リング状成形体 1 bの全長を短くすることができるとと もに、 設置 ·搬送状態を安定化することができる。
実施の形態 1 0 .
第 3 7図は、 この発明の実施の形態 1 0におけるリング状予備成形体 を示す平面図 （a ) 及び側面図 （b ) 、 （c ) 、 並びにリング状成形体 を示す側面図 （d ) 、 第 3 8図は、 この発明の実施の形態 1 0における 別形状のリング状成形体を示す側面図であり、 第 1 9図と同一符号は同 一部分または相当部分を示している。
この実施の形態においては、 第 3 7図 （a ) 、 （b ) 及び （c ) に示 したように、 リング状予備成形体 1 aの一方の端面にラジアル方向に延 びた半円弧状の凸部 1 eと凹部 1 cを 9 0 ° 間隔で交互に形成し、 他方 の端面に同じ形状の半円弧状の凹部 1 c及び凸部 1 eを 9 0 ° 間隔で交 互に形成し、 第 3 7図 （d ) に示したように、 嵌合部 1 dで複数のリン グ状予備成形体 1 aの凹部 1 cと凸部 1 eとを嵌合してリング状成形体 l bを作製している。 .
第 3 7図の例では、 凹部 1 c及び凸部 1 eを 2個ずつ設けた場合を示 したが、 この個数に限らず、 1個ずつ以上設ければよい。
また、 第 3 8図に示したように、 最上段のリング状予備成形体 1 aの 上端面及び最下段のリング状予備成形体 1 aの下端面をフラッ卜にする ことによって、 リング状成形体 1 bの全長を短くすることができるとと もに、 設置 ·搬送状態を安定化することができる。
また、 この実施の形態によれば、 リング状予備成形体 1 aを形成する ための成形金型が製作し易くなる。
実施の形態 1 1 .
第 3 9図は、 この発明の実施の形態 1 1におけるリング状予備成形体 を示す平面図 ( a ) 及び側面図 ( b ) 、 ( c ) 、 並びにリング状成形体 を示す側面図 （d ) 、 第 4 0図は、 この発明の実施の形態 1 1における 別形状のリング状成形体を示す側面図であり、 第 1 9図と同一符号は同 一部分または相当部分を示している。
この実施の形態においては、 第 3 9図 （a ) 、 ( b ) 及び （c ) に示 したように、 上記実施の形態 9における凸部 1 e及び凹部 1 cの形状を ラジアル方向に延びた台形としたものであり、 凸部 1 eと凹部 1 cを 9 0 ° 間隔で交互に形成したものである。
第 3 9図の例では、 凹部 1 c及び凸部 1 eを 2個ずつ設けた場合を示 したが、 この個数に限らず、 1個ずつ以上設ければよい。
また、 第 4 0図に示したように、 最上段のリング状予備成形体 1 aの 上端面及び最下段のリング状予備成形体 1 aの下端面をフラッ 卜にする ことによって、 リング状成形体 1 bの全長を短くすることができるとと もに、 設置 ·搬送状態を安定化することができる。
また、 上記実施の形態 8ないし 1 1では凹部 1 c及び凸部 1 eの断面 が円弧状あるいは台形の場合を示したが、 これに限らず、 V字状あるい はコの字状であってもよい。
上記実施の形態 3〜 1 1によれば、 上記実施の形態 2と同様に、 ラジ アル配向の乱れが生じることがなく、 磁気特性のよいリング型磁石を形 状精度がよいものとし、 また、 搬送時のズレが防止できるようにするこ とができる。
なお、 上記実施の形態 2〜 1 1では、 リング状予備成形体 1 aの一方 の端面に設ける凹部 1 cと、 他方の端面に設ける凸部 1 eの形状につい て種々の形態を示したが、 この発明はこれらの形状に限られるものでは なく、 この発明では、 リング状予備成形体 1 aの一方の端面に凹部 1 c を設け、 他方の端面に凹部 1 cと嵌合する形状の凸部 1 eを設けて、 複 数の予備成形体 2の凹部 1 cと凸部 1 eとを嵌合し、 積み重ねたリング 状予備成形体 1 a同士の径方向の動きが相対的に拘束されるような構造 であればよい。
また、 この発明のリング型磁石は、 金型内で磁場成形しつつ積層する 方法にも適用することができる。
また、 円筒成形体 1 bの原料としては、 N d 2 F e 1 4 B等の磁性体粉末 の他、 磁性粉末に樹脂を混合したボンド磁石材料であってもよい。 産業上の利用可能性
この発明は、 例えば、 モー夕等の回転電動機に使用する永久磁石の製 造に用いられるものである。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . ラジアル配向が施された複数のリング状予備成形体を軸方向に積み 重ねて円筒状成形体とし、 上記円筒状成形体を焼結したことを特徴とす るリング型磁石。
2 . 上記リング状予備成形体の上記軸方向両端面の一方の端面に凹部が 形成され、 他方の端面に凸部が形成され、 上記円筒状成形体は、 上記軸 方向に隣り合うリング状予備成形体の上記凹部と上記凸部とが嵌合され ていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のリング型磁石。
3 . 上記凹部及び凸部が、 上記端面を円弧状に形成したものであること を特徴とする請求の範囲第 1項記載のリング型磁石。
4 . 上記凹部及び凸部が、 上記端面を V字状に形成したものであること を特徴とする請求の範囲第 1項記載のリング型磁石。
5 . 上記凹部及び凸部が、 上記端面の内周と外周との間に段差を設けて 形成したものであることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のリング型 磁石。
6 . 上記凹部及び凸部が、 上記端面の内周と外周との間に傾斜を設けて 形成したものであることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のリング型 磁石。
7 . 上記凹部及び凸部が、 円周方向に所定の間隔で形成された複数個の 球面形状物であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のリング型磁 石。
8 . 上記凹部及び凸部の断面が円弧状、 V字状、 コの字状または台形で あることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のリング型磁石。
9 . 上記凹部及び凸部が、 上記端面に沿つてリング状に形成されたもの であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のリング型磁石。
1 0 . 上記凹部及び凸部が、 上記リング状予備成形体のラジアル方向に 複数個、 形成されたものであることを特徴とする請求の範囲第 1項記載 のリング型磁石。
1 1 . 上記凹部が形成された上記一方の端面に、 さらに凸部が形成され
、 上記凸部が形成された上記他方の端面に、 さらに凹部が形成されてい るものであることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のリング型磁石。
1 2 . 上記リング状予備成形体の、 最上段の上端面及び最下段の下端面 は上記凹部及び凸部が形成されていないフラッ卜な面であることを特徴 とする請求の範囲第 1項記載のリング型磁石。
1 3 . ラジアル配向が施された複数のリング状予備成形体を形成するェ 程と、 上記リング状予備成形体を軸方向に積み重ねて円筒状成形体を形 成する工程と、 上記円筒状成形体を焼結する工程とを備えたことを特徴 とするリング型磁石の製造方法。
1 4 . '上記円筒状成形体を積み重ねた方向に 5 0 M P a以下の圧力で加 圧することを特徴とする請求の範囲第 1 3項記載のリング型磁石の製造 方法。
1 5 . 円筒状成形体を形成する工程が、
ダイと、 上記ダイ内部に挿入され、 リング状の空間を上記ダイとの間 で形成するコアと、 上記空間の下部を閉塞して磁性粉末が供給 ·充填さ れるキヤピティを形成する下パンチと、 上記キヤビティ内に供給される 磁性粉末を加圧するための上パンチを具備するとともに、 搬送可能な複 数の搬送金型を、 順次、
上記キヤピティ内に上記磁性粉末を供給 ·充填する工程、
上記キヤビティ内にラジアル配向磁場を掛けながら、 上記磁性粉末を 軸方向に加圧し、 リング状予備成形体を成形する工程、
上記リング状予備成形体を上記搬送金型から抜き出す工程、 上記搬送金型から抜き出したリング状予備成形体をその軸方向に複数 段に積層する工程、
に搬送し上記各工程を実施できるようにした
ことを特徵とする請求の範囲第 1 3項記載のリング型磁石の製造方法。
1 6 . 上記キヤビティに供給する磁性粉末を一定量計量する工程を有す ることを特徴とする請求の範囲第 1 3項記載のリング型磁石の製造方法
1 7 . 上記上パンチを上記キヤビティ上に移動し、 挿入する工程を有す ることを特徴とする請求の範囲第 1 3項記載のリング型磁石の製造方法 1 8 . 上記リング状予備成形体を上記搬送金型から抜き出す工程におい て、 上記リング状予備成形体を軸方向に加圧しながら上記ダイから抜き 出すことを特徴とする請求の範囲第 1 3項記載のリング型磁石の製造方 法。
1 9 . 上記リング状予備成形体を上記搬送金型から抜き出す工程の途中 で、 上記リング状予備成形体に付着した上記磁性粉末を除去することを 特徴とする請求の範囲第 1 3項記載のリング型磁石の製造方法。
2 0 . 上記搬送金型から抜き出したリング状予備成形体をその軸方向に 複数段に積層する工程において、 上記リング状予備成形体をその中心軸 を中心に回転して積層することを特徴と ：る請求の範囲第 1 3項記載の リング型磁石の製造方法。
2 1 . 上記搬送金型から抜き出したリング状予備成形体をその軸方向に 複数段に積層する工程において、 一部の段につき、 成形時における軸方 向端面を反転させて、 上記リング状予備成形体を積層することを特徵と する請求の範囲第 1 3項記載のリング型磁石の製造方法。
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