JPH09225694A - リング磁石の成形装置および成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形の電磁石であるにも拘らず、短時間の通
電によって強力な配向磁場および脱磁磁場を磁性粉体お
よび成形体に印加可能にする。 【解決手段】 下パンチ２内に昇降可能に挿入されて、
下パンチ２とともに金型１にリング状の成形空間１１を
形成する下部コア４と、金型１の上面に当接される下端
側磁極２４を有するリング形の電磁石２１と、電磁石２
１の中空部分２８に出入可能に挿入されて、下部の非磁
性部材２６により成形空間１１の磁性粉体Ｐを圧縮成形
するとともに、上部の磁性部材２７を電磁石２１の内周
側磁極３０に当接可能にする上パンチ８Ａとを設けて、
下部コア７，金型１および磁性部材２７とともに電磁石
２１の磁路を成形するように上パンチ８Ａ内に上部コア
７を挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

【従来の技術】従来のリング磁石の成形装置として、例
えば図６に示すものが知られている。これは、金型１に
下パンチ２を挿入している下ラム３と、該下ラム３内に
昇降可能に挿入されて、上記下パンチ２とともに上記金
型１内にリング状の成形空間１１を形成する下部コア４
とを有する。

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

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

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

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

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

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

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

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のリング磁石の成形装置にあっては、下部磁化コイ
ル９および上部磁化コイル１０が大径となるため、ま
た、各ラム３，６を磁気回路とする磁路長が長くなるた
め、各コイル９，１０の起磁力を相当程度に大きくする
必要があった。

【００１１】このため、設備の大形化によるコストアッ
プを招くほか、配向のための磁化や減磁のための通電時
間の立上りと立下りに長時間を要し、また、磁化と減磁
との間に通電休止時間（コイルの自己インダクタンスに
よる時定数を超える）を設ける必要があるところから、
結果的にリング磁石１個を形成するための所要時間が、
例えば２５〜４５秒にもなるという課題があった。

【００１２】この発明は上記のような従来の課題を解決
するためになされたものであり、通電時間および通電電
流を少なく抑えながら強力な配向磁場を磁性粉体に集中
的かつ効率的に及ばせて、所期のリング磁石を小さい設
備にてローコストに製造できるリング磁石の成形装置お
よび成形方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
リング磁石の成形装置は、金型に出入可能に挿入された
非磁性の下パンチと、該下パンチ内に昇降可能に挿入さ
れて、該下パンチとともに上記金型にリング状の成形空
間を形成する下部コアと、上記金型上に移動可能とされ
て、該金型の上面に当接される下端側磁極を有するリン
グ形の電磁石と、該電磁石の中空部分に出入可能に挿入
されて、下部の非磁性部材により上記成形空間内に充填
された磁性粉体を圧縮成形するとともに、上部の磁性部
材を上記電磁石の内周側磁極に当接可能にする上パンチ
とを設けて、上記下部コア，金型および上パンチの磁性
部材とともに上記電磁石の磁路を形成するように上記上
パンチ内に上部コアを挿入したものである。

【００１４】請求項２の発明にかかるリング磁石の成形
方法は、下パンチと該下パンチ内に昇降可能な下部コア
とによって金型内に形成された成形空間内に磁性粉体を
充填し、上記金型上にリング形の電磁石を移動させて、
これの下端側磁極を上記金型の上面に当接させた後、上
記電磁石の中空部分に、上部コアが挿入され、かつ上部
が磁性部材からなり下部が非磁性部材からなる上パンチ
を挿入し、上記非磁性部材の下端が上記成形空間上面に
達したところでこれを一時停止し、続いて上記電磁石に
通電して上記磁性粉体に磁場を印加した後、上記非磁性
部材の下端にて上記磁性粉体を圧縮し、この状態のまま
上記電磁石に通電して脱磁モードの磁場を上記磁性粉体
に印加するようにしたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図について説明する。図１はこの発明のリング磁石の成
形装置を具体的に示す断面図であり、ここでは、実質的
に図６と同一構成となる部分には同一符号を付して、そ
の重複する説明を省略してある。

【００１６】この実施の形態では、従来の下部磁化コイ
ル９および上部磁化コイル１０が省かれており、新た
に、金型１の上面にスライド移動して、後述の磁性粉体
に配向のための磁場を与える磁化器としての小形のリン
グ形の電磁石２１を設けてある。

【００１７】このリング形の電磁石２１はリングコア２
２の内周側にコイル２３を設けたものからなり、上記金
型１上に移動してここに位置するとき、そのリングコア
２２の下端側磁極２４がその金型１の上面に密接するよ
うになっている。なお、２５は上記電磁石２１を金型１
上へ移動させたり、ここから退避させたりするためのガ
イド棒である。

【００１８】一方、８Ａは円筒状の上パンチで、これの
略下半部が非磁性部材２６からなり、略上半部が磁性部
材２７からなり、これらの外径寸法は、上記電磁石２１
の中空部分２８の内径寸法に略等しくされている。

【００１９】そして、上記上パンチ８Ａが上記中空部分
２８内に挿入されたとき、磁性部材２７が上記電磁石２
１におけるリングコア２２の内周側磁極３０に密接可能
とされている。

【００２０】また、上記上パンチ８Ａ内には上部コア７
がばね部材２９によって支承されて、先端部（下端部）
が上パンチ８Ａの開口端の内外に出入自在とされてい
る。また、上記上部コア７は磁性材からなり、その上部
外周が上記磁性部材２７に密接して、これらが上記下部
コア４，金型１およびリングコア２２とともに磁路を形
成している。

【００２１】なお、この上パンチ８Ａは図示しない上ラ
ム（図示しない）に支持され、上記下パンチ２は下ラム
（図示しない）に支持されている。

【００２２】さらに、上記金型１は下部パンチ２および
下部コア４とともに、磁性粉体を収容するリング状の成
形空間１１を形成している。

【００２３】次にかかる構成になる成形装置によってリ
ング磁石を成形する方法について説明する。まず、図示
しないシューボックスを金型１上にスライドさせること
で、このシューボックス内に収容された磁性粉体Ｐを、
上記成形空間１１内に充填し、続いて、そのシューボッ
クスを金型１上から退避させる。

【００２４】次に、上記電磁石２１を金型１上へスライ
ドさせて、リングコア２２の下端側磁極２４の下端面を
金型１の上面に当接させ、続いて、上ラムを下降して、
上部コア７を収容した上記上パンチ８Ａを、電磁石２１
の中空部分２８内に挿入する。

【００２５】そして、上記上パンチ８Ａの下端面、つま
り非磁性部材２６の下端面が、図２に示すように上記成
形空間１１の上面に達したところで、その上パンチ８Ａ
の下降を一部停止し、電磁石２１のコイル２３に通電を
行う。

【００２６】このため、このコイル２３が発生する磁束
は、リングコア２２，上パンチ８Ａの磁性部材２７，上
部コア７，上記磁性粉体Ｐおよび金型１が作る磁路を図
２に矢印で示す方向に流れ、成形空間１１内の磁性粉体
Ｐがその磁場内でラジアル方向に配向される。

【００２７】この発明では、上記のように電磁石２１が
小形であるが、下端側磁極２４を金型１の上面に直接密
接させ、また内周側磁極３０を上パンチの磁性部材２７
に密接させるようにしているため、コイル２３の印加電
力が小さくても、磁路長の短縮化とも合わせて大きな磁
場を磁性粉末に及ばしめることが可能となり、その磁性
粉体Ｐのラジアル配向が効率的になされる。

【００２８】また、上記磁性粉体Ｐは、上パンチ８Ａの
非磁性部材２６と非磁性の下パンチ２との間に狭まれる
ようになるため、上記磁路がここで狭まり、磁束はその
磁性粉体Ｐ部分に集中することとなり、短時間の上記通
電であっても、極めて強い配向磁場をこの磁性粉体Ｐに
与えることができることとなる。

【００２９】次に、上記配向磁場の印加後は、上記上パ
ンチ８Ａをさらに下降させて、その下端部（非磁性部材
２６の下端部）を図３に示すように成形空間１１内に圧
入して、この中の磁性粉体Ｐを圧縮する。

【００３０】そして、その圧縮状態を維持したまま、上
記コイル２３に電力を印加して、上記磁路に上記とは逆
方向の静磁場またはパルス磁場を発生させて、上記成形
された磁性粉体Ｐからなる成形体Ｑの脱磁を行う。

【００３１】次に、図４に示すように、下ラムの下降と
ともに金型１を下降させて、その成形体Ｑの外周を開放
し、続いて、上記上パンチ８Ａを図５に示すように電磁
石２１の中空部分２８から引き揚げることで、下パンチ
２上に載置されている成形体Ｑを取り出すことができ
る。

【００３２】このように、小形の電磁石２１を、上ラム
の作動とは別に金型１上にスライドさせ、下端側磁極２
４と金型１との接合および内周側磁極３０と上パンチ８
Ａの磁性部材２７との接合によって、磁性粉体Ｐおよび
これの成形体Ｑの磁化や減磁を、損失を少なく抑えて効
率的に実施可能とする。従って、リング磁石の製造効率
および製造コストが大幅に改善され、従来方法に比べ
て、成形のサイクルタイムが格段に短くなり、高速成
形，製造が可能になる。

【００３３】また、上記実施の形態では１個取りのリン
グ磁石の成形装置について述べたが、２個取り以上の成
形も、上記電磁石の小形化によって効率的に行える。

【００３４】このように、この発明によるリング磁石の
成形方法にあっては、磁場の集中と磁気抵抗低減の相乗
作用により、瞬間の通電、例えばパルスの通電によって
も、強力な磁場を磁性粉体Ｐやこれの成形体Ｑに効率的
に及ばしめることが可能となり、これを簡単かつ安価な
構成および方法にて実現できる。

【００３５】また、上記パルス電流の印加によって、パ
ルス磁場による配向度が向上し、高性能のリング磁石を
得ることができ、また、従来に比べて高効率にて磁場成
形が可能となる。

【００３６】また、この発明の成形方法では成形品の脱
磁の際に、同時に金型１も脱磁されるため、磁性粉体Ｐ
の給粉の際におけるブリッジング現象が解消され、従っ
て、給粉が容易となる。

【００３７】また、磁場の印加と磁性粉体Ｐの圧縮成形
の作業が、電磁石２１の位置を固定した状態にて独立し
たステップで実施されるため、これらの相互の作動タイ
ミングの制御が容易となり、成形作業のスピードを上げ
ることができるほか、設備コストが安価になるという効
果が得られる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれば
金型に出入可能に挿入された非磁性の下パンチと、該下
パンチ内に昇降可能に挿入されて、該下パンチとともに
上記金型にリング状の成形空間を形成する下部コアと、
上記金型上に移動可能とされて、該金型の上面に当接さ
れる下端側磁極を有するリング形の電磁石と、該電磁石
の中空部分に出入可能に挿入されて、下部の非磁性部材
により上記成形空間内に充填された磁性粉体を圧縮成形
するとともに、上部の磁性部材を上記電磁石の内周側磁
極に当接可能にする上パンチとを設けて、上記下部コ
ア，金型および上パンチの磁性部材とともに上記電磁石
の磁路を形成するように上記上パンチ内に上部コアを挿
入するように構成したので、小形の電磁石であるにも拘
らず、磁気抵抗を小さく抑え、磁性粉体部分で磁路を狭
め、さらに磁路長を短くすることによって、短時間の通
電によって強力な配向磁場および脱磁磁場を磁性粉体お
よび成形体に及ばしめることができ、品質の良好な成形
品を迅速かつ確実に得ることができる効果がある。

【００３９】また、請求項２の発明によれば下パンチと
該下パンチ内に昇降可能な下部コアとによって金型内に
形成された成形空間内に磁性粉体を充填し、上記金型の
上面にリング形の電磁石を移動させて、これの下端側磁
極を上記金型上に当接させた後、上記電磁石の中空部分
に、上部コアが挿入され、かつ上部が磁性部材からなり
下部が非磁性部材からなる上パンチを挿入し、上記非磁
性部材の下端が上記成形空間上面に達したところでこれ
を一時停止し、続いて上記電磁石に通電して上記磁性粉
体に磁場を印加した後、上記非磁性部材の下端にて上記
磁性粉体を圧縮し、この状態のまま上記電磁石に通電し
て脱磁モードの磁場を上記磁性粉体に印加するようにし
たので、配向や脱磁のための通電時間の立上り時間と立
下り時間を低減でき、また、磁化と脱磁との間の休止時
間も低減できることとなり、従って、成形品１個を成形
するためのサイクルタイムを格段に短縮でき、製品コス
トの低減を図れるという効果が得られる。

【００４０】また、磁性粉体や成形体への磁場の印加と
上パンチによる圧縮成形の各動作を、電磁石の位置を固
定したまま独立して異なったタイミングにて実現でき、
これによりこの制御のためのシステムの設計の容易化と
設備のローコスト化を実現できるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

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

【図２】図１に示す成形装置による磁性粉体の配向励磁
状況を示す説明図である。

【図３】図１に示す成形装置による磁性粉体の圧縮成形
状況を示す説明図である。

【図４】図１に示す成形装置による成形終了後の金型下
降状況を示す説明図である。

【図５】図１に示す成形装置による上パンチ上昇状況を
示す説明図である。

【図６】従来のリング磁石の成形装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 金型 ２ 下パンチ ４ 下部コア ７ 上部コア ８Ａ 上パンチ １１ 成形空間 ２１ 電磁石 ２４ 下端側磁極 ２６ 非磁性部材 ２７ 磁性部材 ２８ 中空部分 ３０ 内周側磁極 Ｐ 磁性粉体 Ｑ 成形体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型に出入可能に挿入された非磁性の下
   パンチと、該下パンチ内に昇降可能に挿入されて、該下
   パンチとともに上記金型にリング状の成形空間を形成す
   る下部コアと、上記金型上に移動可能とされて、該金型
   の上面に当接される下端側磁極を有するリング形の電磁
   石と、該電磁石の中空部分に出入可能に挿入されて、下
   部の非磁性部材により上記成形空間内に充填された磁性
   粉体を圧縮成形するとともに、上部の磁性部材を上記電
   磁石の内周側磁極に当接可能にする上パンチと、上記下
   部コア，金型および上パンチの磁性部材とともに上記電
   磁石の磁路を形成するように上記上パンチ内に挿入され
   た上部コアとを備えたことを特徴とするリング磁石の成
   形装置。
2. 【請求項２】 下パンチと該下パンチ内に昇降可能な下
   部コアとによって金型内に形成された成形空間内に磁性
   粉体を充填し、上記金型上にリング形の電磁石を移動さ
   せて、これの下端側磁極を上記金型の上面に当接させた
   後、上記電磁石の中空部分に、上部コアが挿入され、か
   つ上部が磁性部材からなり下部が非磁性部材からなる上
   パンチを挿入し、上記非磁性部材の下端が上記成形空間
   上面に達したところでこれを一時停止し、続いて上記電
   磁石に通電して上記磁性粉体に磁場を印加した後、上記
   非磁性部材の下端にて上記磁性粉体を圧縮し、この状態
   のまま上記電磁石に通電して脱磁モードの磁場を上記磁
   性粉体に印加することを特徴とするリング磁石の成形方
   法。