JPH0935974A - 粉末磁場成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直方体磁石の生産効率を向上できる粉末磁場
成形用金型装置を提供すること。 【構成】 粉末磁場成形用金型装置９は、非磁性体から
成るダイプレート１１と強磁性体から成る下パンチ２８
と移動上パンチ２９とを備える金型と、該金型に磁場を
形成するコイル１５とを有する装置であって、移動上パ
ンチ２９の表面に非磁性体被膜であるハードクロムメッ
キ層３１が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータ等に
使用される小形磁石の製造装置に関し、さらに詳細に
は、金型から製品である小形磁石を容易に搬出可能な粉
末磁場成形用金型装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワンボックスカーのカーテン、住
宅窓用カーテン等を自動的に開閉する装置に、リニアモ
ータが使用されている。このリニアモータは、フレキシ
ブル配線と磁石とで構成されるレール内を小型可動コイ
ルが自走するシステムであり、シンプルな構造で取付等
が容易で便利であるため、広く使用されている。リニア
モータの構成を図８に断面図で示す。コの字形の断面形
状を有するレールカバー４２の左内面に電源を供給する
ためのフレキシブル配線４１が固設されている。また、
レールカバー４２の右内面に着磁したフェライト磁石４
４が配列固設されている。そして、フレキシブル配線４
１とフェライト磁石４４に挟まれて、２個のコイルで構
成された可動コイル４３が摺動可能に取り付けられてい
る。

【０００３】フェライト磁石の着磁ピッチに対応して、
同一方向へ推力が発生するようにパターン化されたフレ
キシブル配線４１から、集電ブラシ４５を介して可動コ
イル４３へ電流が供給される。ここで、可動コイル４３
の動く方向は、電流の極性を変えることにより切り替え
られる。このようなリニアモータで使用されるフェライ
ト磁石４４は、例えば、厚さ４．２ｍｍ、横１２ｍｍ×
縦２５ｍｍの直方体状の磁石が直列に密接して接着され
て形成され、接着後一定間隔で着磁される。ここで、可
動コイル４３を滑らかに動作させるために、フレキシブ
ル配線４１とフェライト磁石４４とを、高い精度で取り
付ける必要がある。

【０００４】次に、フェライト磁石４４の従来の製造方
法について説明する。従来の製造方法には、湿式法と乾
式法とがある。乾式法は、フェライト粒子に高い圧力を
加えて直接固める方法であり、製造が簡便なため、広く
使用されている。乾式法では、フェライト粒子を固める
ときに強い磁界をかけてフェライト粒子の配向性を高め
ている。次に、乾式法によるフェライト磁石の従来の粉
末磁場成形用金型装置を説明する。ダイは、非磁性体か
ら成り、上下一対のパンチは強磁性体から成っている。
そして、金型の周囲には、パンチの移動方向に強磁界が
発生するように、コイルが設置されているため、フェラ
イト粒子がパンチの移動方向に整列し、配向性のよい磁
石が得られる。しかし、フェライト磁石は、そのままの
状態ではパンチを上下方向に移動させたときに、強磁性
体である上下一対のパンチのいずれかに吸着してしま
い、フェライト磁石を金型から取り外すのが困難であ
る。それを解決するために、成形後にフェライト磁石に
成形時とは逆向きの磁界をかけて脱磁することが行われ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
粉末磁場成形用金型装置には次のような問題があった。
すなわち、成形する場合は、磁界の強さが一様でなくば
らついてもフェライト粒子の方向を整えるだけなので、
何等問題はないが、脱磁する場合には、磁界の強さのば
らつきにより完全に脱磁を行うことができない問題があ
った。これは、製品の複数取りを行うため、１つのダイ
に多数のパンチを配設しているが、場所により磁界の強
さが一様でないからである。このため、パンチを上下方
向に移動させたときに、フェライト磁石が移動上パンチ
に吸着する場合もあり、下パンチに吸着する場合もある
ため、ロボットで自動的にフェライト磁石を取り出すの
に問題があった。

【０００６】従来は、この問題を解決するために、磁束
密度のばらつきを少なくするよう、金型成形でのフェラ
イト磁石の個数取りを減らして、フェライト磁石を金型
の中央部に寄せ集めて成形したり、また、重さにより下
パンチ側にフェライト磁石が残るように大きな塊で成形
してから分割する方法が採られていた。しかし、これら
の解決方法では、生産効率がきわめて悪い。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、直方体磁石の生産効率を向上で
きる粉末磁場成形用金型装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の粉末磁場成形用金型装置は、非磁性体から成
るダイと一対の強磁性体から成る上下一対のパンチとを
備える金型と、該金型に磁場を形成するコイルとを有す
る装置であって、パンチの一方の表面に非磁性体被膜が
形成されていることを特徴とする。また、本発明の粉末
磁場成形用金型装置は、上記装置において、前記非磁性
体被膜が形成されているパンチとは別の前記パンチの表
面に、凸部または凹部が形成されていることを特徴とす
る。

【０００９】次に、本発明の粉末磁場成形用金型装置を
用いてリニアモータ用直方体磁石を製造する方法を説明
する。始めに、フェライト粒子を粉末磁場成形用金型装
置の金型に注入する。次に、移動上パンチが下降してフ
ェライト粒子が固体状に圧縮成形される。成形が行われ
ている時、コイルにより金型に対して上下方向に強い磁
界がかけられている。このとき、ダイは、非磁性体から
成り、上下パンチは強磁性体から成っているので、上下
パンチ間の磁束密度がその周囲の磁束密度よりも高くな
って、移動上パンチの移動方向に強い磁界が発生する。
これにより、フェライト粒子がパンチの移動方向に整列
し、配向性のよい磁石が得られる。

【００１０】次に成形した後、コイルに逆向きの電流を
流すことにより金型に対して成形時と逆向きの磁界を発
生させる。これにより、フェライト磁石は脱磁される。
このとき、磁界の磁束密度は一様でなくばらつきが存在
するので、フェライト磁石の脱磁された状態も複数のパ
ンチの場所により、ばらつきがある。しかし、移動上パ
ンチの表面に非磁性被膜が形成されているので、フェラ
イト磁石に磁力が残っている場合でも、強磁性体である
下パンチへの吸着力が強いため、フェライト磁石は、常
に下パンチに吸着された状態で存在する。さらに、下パ
ンチには、凸部または凹部が形成されているので、製品
との接触面積が増加し、その凸部または凹部での吸着力
により、フェライト磁石は、より強く下パンチに吸着さ
れ、常に下パンチに吸着された状態で存在する。そし
て、フェライト磁石は常に下パンチに吸着された状態に
あるので、ロボットにより容易にフェライト磁石を取り
出すことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態である粉末磁場成形用金型装置を図面を用いて詳
細に説明する。図３に粉末磁場成形用金型装置９及びそ
の周辺装置の全体構成を概念図で示す。また、図１に本
発明の主要部である金型部分の拡大図を示す。強磁性体
からなる下パンチ台２８が、金型装置の本体フレーム１
４に固設されている。そして、非磁性体金属からなるダ
イであるダイプレート１１が、下パンチ台２８、及び下
パンチ台２８に複数個林立された下パンチ３２に対し
て、上下方向に摺動可能に保持されている。ダイプレー
ト１１の中心部には、直方体磁石Ｇを成形するための製
品よりも焼結時の収縮代を見込んで若千大き目めの矩形
孔１１ｂが、下パンチ３２に対応して複数個穿設されて
いる。

【００１２】図１に示すように、下パンチ３２に対し
て、ダイプレート１１に形成された矩形孔１１ｂが嵌合
されている。下パンチ３２の上面には、下凹型３３が形
成されている。下パンチ３２は、強磁性体金属を材料と
している。本実施の形態では、ダイス鋼を用いている。
また、下凹型３３の表面には、図４に示すように、複数
の矩形孔１１ｂのいずれで成形されたかを識別するため
に、番号印凸部３４が形成されている。図４では、
「３」が凸部として形成されている。

【００１３】ダイプレート１１は、移動シリンダ１６に
より上下に摺動される。ダイプレート１１の上部には、
上下方向に移動可能な移動上パンチ２９が付設されてい
る。移動上パンチ２９は、強磁性体金属を材料としてい
る。本実施の形態では、ダイス鋼を用いている。移動上
パンチ２９の下面には、上凹型３０が形成されている。
上凹型３０の表面には、非磁性体であるハードクロムメ
ッキ層３１が形成されている。本実施の形態では、ハー
ドクロムメッキ層３１の厚みを０．５ｍｍとしている。
移動上パンチ２９の上部には、移動上パンチ２９を上下
方向に移動させるための上部シリンダ１３が付設されて
いる。

【００１４】ダイプレート１１及び移動上パンチ２９の
周囲には、リニアモータ用の直方体磁石Ｇを成形すると
きに、フェライト粒子に磁界を与えて配向性を高め、成
形後に脱磁を行うためのコイル１５が配設されている。
ダイプレート１１の右側には、成形された直方体磁石Ｇ
を取り出すための取り出し装置２３が配設されている。
取り出し装置２３は、ベルトコンベア２４、直方体磁石
Ｇを吸引する真空パッド２５、真空パッド２５をダイプ
レート１１の上部まで移動させるための取り出しシリン
ダ２７、真空パッド２５に真空を与える真空ポンプ２６
より構成されている。

【００１５】次に、上記構成を有する粉末磁場成形用金
型装置９を用いてリニアモータ用直方体磁石Ｇを製造す
る方法について図５から図７により説明する。図５
（ａ）に示すように、下パンチ３２に対してダイプレー
ト１１が上の位置にあり、下パンチ３２とダイプレート
１１とで形成する凹部が形成されている。その凹部に図
５（ｂ）に示すように、図示しない粉体供給装置よりフ
ェライト粒子粉体Ｆが注入される。次に、図５（ｃ）に
示すように、上部シリンダ１３が駆動して、移動上パン
チ２９がダイプレート１１に進入してフェライト粒子粉
体Ｆを押し付ける。これにより、直方体磁石Ｇが成形さ
れる。このとき、コイル１５によりフェライト粒子粉体
Ｆに図６（ｄ）に示すように下方向に強い磁界Ｍが与え
られ、フェライト粒子が一定の方向に配向されるため、
直方体磁石Ｇの配向性を高くすることができる。

【００１６】さらに、図６（ｅ）に示すように、移動上
パンチ２９を下方向に移動させてフェライト粒子粉体Ｆ
を加圧する。次に、図６（ｆ）に示すように、ダイプレ
ート１１を移動上パンチ２９と共に下方向に移動させ
て、フェライト粒子粉体Ｆを加圧する。ここで、ダイプ
レート１１を移動上パンチ２９と共に移動させているの
は、ダイプレート１１を移動させることにより、フェラ
イト粒子粉体Ｆの密度が均一化できるからである。次
に、移動上パンチ２９及びダイプレート１１を移動して
直方体磁石Ｇを取り出す前に、図７（ｇ）に示すよう
に、コイル１５に成形時とは逆方向の電流を流して、直
方体磁石Ｇに逆方向の磁界Ｎを与えて脱磁を行ってい
る。

【００１７】次に、図７（ｈ）に示すように、ダイプレ
ート１１を下方向に直方体磁石Ｇの下面まで移動させ
る。そして、図７（ｉ）に示すように、移動上パンチ２
９を上方向に移動させる。このとき、複数ある矩形孔１
１ｂのうち金型の中心部では磁束密度が高く、周辺部で
は磁束密度が低いため場所により直方体磁石Ｇの脱磁状
態が異なってしまう。しかし、本実施の形態では、上凹
型３０の表面に非磁性体であるハードクロムメッキ層３
１が形成されているので、直方体磁石Ｇが磁力を有して
いる場合でも、ハードクロムメッキ層３１のない下パン
チ３２に強く吸着されるため、移動上パンチ２９及び下
パンチ３２を移動させたときに、直方体磁石Ｇは、常に
下凹型３３に密着した状態で存在する。

【００１８】図２にハードクロムメッキ層３１の効果を
データで示す。横軸がハードクロムメッキ層３１等の非
磁性体被膜の厚み（ｍｍ）であり、縦軸が直方体磁石Ｇ
と下パンチ３２との吸着力を示している。膜厚みがゼロ
の時の吸着力を１００とすると、膜厚みが０．１ｍｍで
１４となり、０．３ｍｍで８となり、０．５ｍｍで６と
なっている。本実施の形態では、ハードクロムメッキ層
３１の厚みを０．５ｍｍとしているので、下パンチ３２
と直方体磁石Ｇとの吸引力を１００としたときに、移動
上パンチ２９と直方体磁石Ｇとの吸着力は６となるた
め、直方体磁石Ｇは、移動上パンチ２９より下パンチ３
２に強く吸着されている。さらに、本実施の形態では、
下パンチ３２の下凹型３３に番号印凸部３４が形成され
ているので、番号印凸部３４の凹凸分だけ接触面積が大
きくなるため、直方体磁石Ｇがより強く下パンチ３２と
吸着する。従って、移動上パンチ２９及び下パンチ３２
を移動させたときに、直方体磁石Ｇは、常に下凹型３３
に密着した状態で存在することとなる。

【００１９】次に、上部シリンダ１３により移動上パン
チ２９が上方向に移動される。そして、成形された直方
体磁石Ｇは常に下パンチ３２の所定の位置に存在するの
で、真空パッド２５により容易にコンベア２４上に搬送
される。直方体磁石Ｇは、その後焼結炉で焼結されて、
リニアモータ用直方体磁石Ｇとして使用される。すなわ
ち、焼結された状態で所定の外形寸法が正確に出来上が
っているので、そのままリニアモータ用のフェライト磁
石４４として、直列に密接して接着されて形成され、接
着後一定間隔で着磁される。

【００２０】以上詳細に説明したように、本実施の形態
の粉末磁場成形用金型装置９は、非磁性体から成るダイ
プレート１１と強磁性体から成る移動上パンチ２９、下
パンチ３２とを備える金型と、該金型に磁場を形成する
コイル１５とを有する装置であって、移動上パンチ２９
の上凹型３０の表面に非磁性被膜であるハードクロムメ
ッキ層３１が形成されているので、脱磁が不均一で直方
体磁石Ｇに磁力が残留していても、移動上パンチ２９と
下パンチ３２とを移動させたときに、直方体磁石Ｇと下
パンチ３２との吸着力が、直方体磁石Ｇと移動上パンチ
２９の吸着力より１０数倍強いため、直方体磁石Ｇを常
に下パンチ３２に吸着させた状態で存在させることがで
きる。

【００２１】さらに、本実施の形態の粉末磁場成形用金
型装置９は、非磁性体被膜であるハードクロムメッキ層
３１が形成されている移動上パンチ２９と対向するパン
チである下パンチ３２の表面に、凸部が形成されている
ので、直方体磁石Ｇと下パンチ３２との接触面積を増加
させることができ、直方体磁石Ｇと下パンチ３２との吸
着力をさらに強くすることができる。

【００２２】本発明の実施の形態は、上記実施の形態に
限ることなく、色々な応用が可能である。すなわち、本
実施の形態では、ダイプレート１１がフローティングす
るタイプの成形装置について説明したが、ダイプレート
１１が固定タイプであっても同様である。本実施の形態
では、非磁性体被膜としてハードクロムメッキ層３１を
使用しているが、セラミック層を使用しても良い。ま
た、本実施の形態では、ハードクロムメッキ層３１の厚
みとして０．５ｍｍを使用しているが、図４に示すよう
に、非磁性体被膜の厚みは、０．１ｍｍ以上あれば良
い。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の粉末磁場成形用金型装置は、非磁性体から成るダ
イと強磁性体から成る移動上パンチ、下パンチとを備え
る金型と、該金型に磁場を形成するコイルとを有する装
置であって、移動上パンチの表面に非磁性被膜が形成さ
れているので、脱磁が不均一で直方体磁石Ｇに磁力が残
留していても、移動上パンチと下パンチとを移動させた
ときに、直方体磁石Ｇと下パンチとの吸着力が、直方体
磁石Ｇと移動上パンチの吸着力より１０数倍強いため、
直方体磁石Ｇを常に下パンチに吸着させた状態で存在さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉末磁場成形用金型装置９の金型部分
の拡大図である。

【図２】本発明の効果を示すデータ図である。

【図３】粉末磁場成形用金型装置９及び周辺装置の構成
を示す概念図である。

【図４】番号印凸部３４の形状を示す拡大図である。

【図５】粉末磁場成形用金型装置による第一製造工程を
示す図面である。

【図６】粉末磁場成形用金型装置による第二製造工程を
示す図面である。

【図７】粉末磁場成形用金型装置による第三製造工程を
示す図面である。

【図８】リニアモータで使用される直方体磁石Ｇを示す
断面図である。

【符号の説明】

９ 末磁場成形用金型装置 １１ ダイプレート １１ｂ 矩形孔 ２８ 下パンチ ２９ 移動上パンチ ３０ 上凹型 ３１ ハードクロムメッキ層 ３２ 下パンチ ３３ 下凹型 ３４ 番号印凸部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性体から成るダイと強磁性体から成
   る上下一対のパンチとを備える金型と、該金型に磁場を
   形成するコイルとを有する粉末磁場成形用金型装置にお
   いて、 前記パンチの一方の表面に非磁性体被膜が形成されてい
   ることを特徴とする粉末磁場成形用金型装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する装置において、 前記非磁性体被膜が形成されているパンチとは別の前記
   パンチの表面に、凸部または凹部が形成されていること
   を特徴とする粉末磁場成形用金型装置。