JPH1046203A

JPH1046203A - 圧粉体成形装置

Info

Publication number: JPH1046203A
Application number: JP22047696A
Authority: JP
Inventors: Masato Sagawa; 眞人佐川; Hiroshi Nagata; 浩永田; Toshihiro Watanabe; 俊宏渡辺
Original assignee: Intermetallics Co Ltd
Current assignee: Intermetallics Co Ltd
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【解決手段】ダイ１内に配置された磁性粉末ｐを配向す
る配向手段及びゴムモールドと磁性粉末の圧縮による圧
粉体成形手段とを有する圧粉体成形装置であって、磁性
粉末の配向時に、磁性粉末の見掛け密度の低下を許容す
る手段Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を配設したものである。【効果】磁性粉末の配向時に、磁性粉末の見掛け密度を
低くしたので、磁性粉末の移動が容易になり、従って、
配向度の向上した圧粉体を成形することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムモールドに永
久磁石粉末、軟質磁性粉末等の磁性粉末を充填した後、
該磁性粉末を、磁界中で配向させ、その後、配向された
磁性粉末を、パンチによる圧力とゴムモールドの変形力
を利用して圧縮して圧粉体を成形する圧粉体成形装置に
関するものである。このようにして圧縮成形された圧粉
体は、焼結工程等を経て、焼結磁石に、また、キュア工
程を経て、ボンド磁石に製造される。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、本出願人の先の出願に係る
特願平３−４０８６１号（特公平７−４４１２１号公
報）、特願平５−８８８４１号（特開平６−２９７４３
１号公報）等において、ゴムモールドに磁性粉末を高密
度に充填した後に、該磁性粉末を、磁界中で配向させる
とともに、その後、圧縮して、圧粉体を成形するように
した圧粉体成形装置を提供した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発明が解決しようとす
る課題について、一例としての圧粉体成形装置の概略垂
直断面図である図６を用いて説明する。

【０００４】１は、筒状のダイであり、２は、ダイ１に
装着された柱状の下パンチである。下パンチ２の上方の
大径部２ａと下方の小径部２ｂとの境界に形成された段
部２ｃに、ダイ１の下端部に形成された、内方に延在す
る鍔部１ａが係合することにより、ダイ１が、下パンチ
２に対して、上方に抜け出ないように構成されている。
３は、ダイ１の内周面と下パンチ２の上面とにより形成
される空間４に装着されるゴムモールドであり、ゴムモ
ールド３には、磁性粉末ｐが充填されるキャビティー３
ａが形成されている。５は、下パンチ２の上部角部に形
成された段部２ｄに嵌着された、硬質合成樹脂製のバッ
クアップリングであり、ダイ１と下パンチ２との間隙へ
のゴムモールド３の噛み込みを防止するためのものであ
る。

【０００５】６は、支持台であり、支持台６には、図示
されていないボルト等の適当な固着具により、下パンチ
２が取着されている。７は、下パンチ２の小径部２ｂに
挿入された、適当枚数の皿バネであり、ダイ１の下面と
支持台６の上面との間に配設されている。８は、ゴムモ
ールド３を覆うように、ダイ１に挿着された蓋であり、
蓋８の上面とダイ１の上面とは、略面一になるように構
成されている。９は、上パンチであり、上パンチ９は、
その下面が、ダイ１の中空部を覆うとともに、ダイ１の
上面に載置されるように構成されている。１０は、パル
ス磁界を発生させるためのコイルである。なお、蓋８
は、上パンチ９の下面に取着することもできるし、ま
た、必要に応じて、省略することもできる。

【０００６】上述したような圧粉体成形装置を用いて、
従来、以下のような圧粉体成形方法により、圧粉体を成
形していた。

【０００７】先ず最初に、ゴムモールド３のキャビティ
ー３ａに磁性粉末ｐを高密度に充填した後、蓋８を被せ
る。次いで、上パンチ９を下降させてダイ１の上面に載
置する。なお、蓋８が、上パンチ９の下面に取着されて
いる場合には、上パンチ９を下降させてダイ１の上面に
載置させることにより、ゴムモールド３に蓋８が被せら
れることになる。次いで、更に、上パンチ９を下降させ
ると、ダイ１と支持台６との間に配設された皿バネ７に
抗して、ダイ１が上パンチ９とともに下降する。このよ
うに上パンチ９及びダイ１は下降するが、支持台７に載
置されている下パンチ２は下降しないので、ダイ１の内
周面と下パンチ２の上面とにより形成される空間４の深
さが浅くなり、従って、ゴムモールド３が内側に収縮
し、キャビティー３ａに充填された磁性粉末ｐが圧縮さ
れて圧粉体が成形されることになる。

【０００８】上パンチ９を下降させてダイ１の上面に載
置させた後で、上パンチ９の更なる下降によるゴムモー
ルド３のキャビティー３ａに充填された磁性粉末ｐの圧
縮途中において、コイル１０に電流を流して、一例とし
て図３（縦軸は、磁界を表し、横軸は、時間を表す。）
に示されているような波形のパルス磁界Ｍを発生させる
ことにより、磁性粉末ｐを配向させる。磁性粉末ｐの配
向後、更に上パンチ９を下降させて圧粉体を成形する。
圧粉体の圧縮成形後は、上パンチ９を上昇させてダイ１
の上方の待機位置に戻し、ゴムモールド３のキャビティ
ー３ａから圧粉体を取り出す。

【０００９】ところで、上パンチ９を下降させてダイ１
の上面に載置させた後で、上パンチ９の更なる下降によ
り、ゴムモールド３のキャビティー３ａに充填された磁
性粉末ｐが、完全に圧縮成形されるまでの間に、磁性粉
末ｐにパルス磁界を印加するが、これは、上パンチ９を
下降させてダイ１の上面に載置する前にパルス磁界を印
加すると、磁性粉末ｐが、ゴムモールド３のキャビティ
ー３ａから飛び出るからであり、また、ゴムモールド３
のキャビティー３ａに充填された磁性粉末ｐが、完全に
圧縮成形された後にパルス磁界を印加すると、配向方向
への磁性粉末ｐの回転或いは移動が阻止され、充分な配
向ができないためである。

【００１０】上述したように、上パンチ９を下降させて
ダイ１の上面に載置させた後で、上パンチ９の更なる下
降により、ゴムモールド３のキャビティー３ａに充填さ
れた磁性粉末ｐが、完全に圧縮成形されるまでの間に、
磁性粉末ｐにパルス磁界を印加した際には、発生したパ
ルス磁界により、磁性粉末ｐは配向しようとするが、ダ
イ１の内周面、下パンチ２の上面及び上パンチ９の下面
とにより形成される空間４内に、密閉状態で、蓋８で被
蓋されたゴムモールド３が嵌着されているので、ゴムモ
ールド３のキャビティー３ａに充填された粉末ｐの充填
密度が高い場合には、配向しようとする磁性粉末ｐの移
動が阻止されて、十分な配向が行われないという問題が
あることが、本発明者等により究明された。

【００１１】ゴムモールド３のキャビティー３ａに充填
された磁性粉末ｐの充填密度が、配向しようとする磁性
粉末ｐの移動を阻止しない程度に、低い場合には、ダイ
１の内周面、下パンチ２の上面及び上パンチ９の下面と
により形成される空間４内に、密閉状態で、蓋８で被蓋
されたゴムモールド３が嵌着されていても、ゴムモール
ド３のキャビティー３ａ内で、配向のための磁性粉末ｐ
の移動が、十分に可能である。しかしながら、ゴムモー
ルド３のキャビティー３ａに充填された磁性粉末ｐの充
填密度が低いと、上述した本出願人の先の出願において
説明したように、圧粉体に成形されるまでのゴムモール
ド３の変形量が大きいために、圧縮成形された圧粉体
に、象足等の異形や割れ、欠け等が発生するとともに、
ネット・シェイプ（ｎｅｔｓｈａｐｅ）或いはニア・
ネット・シェイプ（ｎｅａｒｎｅｔｓｈａｐｅ）の
圧粉体を成形することができないことになる。また、逆
に、ゴムモールド３のキャビティー３ａに充填された磁
性粉末ｐの充填密度を大きくすると、上述したように、
配向しようとする磁性粉末ｐの移動が阻止されて、十分
な配向が行われないという問題が発生することになる。

【００１２】本発明の目的は、上述した課題を解決し、
高配向の圧粉体を成形することができる圧粉体成形方法
及びその装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、第１には、ダイ内に配置された磁性粉
末を配向する配向手段及びゴムモールドと磁性粉末を圧
縮する圧粉体成形手段とを有する圧粉体成形装置であっ
て、磁性粉末の配向時に、磁性粉末の見掛け密度の低下
を許容する手段を配設したものであり、第２には、磁性
粉末の見掛け密度の低下を許容する手段を、上パンチに
配設された弾性変形部材と、上パンチと弾性変形部材と
の間に形成された空隙により構成したものであり、第３
には、磁性粉末の見掛け密度の低下を許容する手段を、
上パンチの下面に配設されたバネ部材を有する緩衝部材
としたものであり、第４には、磁性粉末の見掛け密度の
低下を許容する手段を、金属材料で形成された移動部材
が挿着されたダイに載置されるガイド部材としたもので
ある。

【００１４】以下に、図面を用いて、本発明の実施例に
ついて説明するが、本発明の趣旨を越えない限り何ら本
実施例に限定されるものではない。

【００１５】先ず最初に、本発明の圧粉体成形装置の垂
直断面図である図１及び図２を用いて、本発明の圧粉体
成形装置について説明する。なお、ダイ１、下パンチ
２、支持台６、皿バネ７等から構成される金型、ゴムモ
ールド３と蓋８及びコイル１０等の構成は、上述した図
６に示されている圧粉体成形装置と同じであるので、そ
の説明は省略する。また、同じ部材には、図１、図２及
び後述する図４、図５においても、図６と同じ符号が使
用されている。

【００１６】図１に示されている圧粉体成形装置におい
ては、上パンチ９に、下方に開口を有する凹部９ａが形
成されている。凹部９ａには、ゴムモールド４及び蓋８
の平面形状と略同じ平面形状を有するゴムや軟質合成樹
脂等で作られた粘弾性変形する弾性変形部材Ｈ１が、弾
性変形部材Ｈ１の下面と上パンチ９の下面とが、略面一
となるように嵌着されている。また、凹部９ａが形成さ
れた上パンチ９の内周面９ａ’と凹部９ａに嵌着された
弾性変形部材Ｈ１との間には、変形する弾性変形部材Ｈ
１が入り込むことが可能な空隙ｈ１が形成されている。
本実施例の場合には、凹部９ａの横方向の長さを、弾性
変形部材Ｈ１の横方向の長さより長くすることにより、
上パンチ９の内周面９ａ’と弾性変形部材Ｈ１の外周面
Ｈ１’との間に空隙ｈ１が形成されている。このような
空隙ｈ１に替えて、凹部９ａの上方に、図１において点
線で示されているような空隙ｈ１’を形成することもで
きる。勿論、両方の空隙ｈ１、ｈ１’を、共に形成する
こともできる。

【００１７】図２に示されてる実施例は、蓋８の使用を
省略したものであり、その他の構成は、図１に示されて
いる圧粉体成形装置と同じであり、弾性変形部材Ｈ１
が、蓋８の機能を果している。

【００１８】次に、上述した本発明の圧粉体成形方法が
適用される圧粉体成形装置の作用について説明する。

【００１９】ゴムモールド３のキャビティー３ａに磁性
粉末ｐを充填した後、上パンチ９を下降させてダイ１の
上面に載置させ、上パンチ９をダイ１に強く押しつけ
る。次いで、上パンチ９を下降させてダイ１の上面に載
置させた後で、上パンチ９の更なる下降により、ゴムモ
ールド３のキャビティー３ａに充填された磁性粉末ｐ
が、圧粉体に圧縮成形されるまでの間に、磁性粉末ｐ
に、一例として、図３に示されているようなパルス磁界
Ｍを印加する。すると、磁性粉末ｐが、膨張するととも
に、配向しようとして移動して、ゴムモールド３或いは
蓋８に押圧力が作用する。そして、この押圧力は、ゴム
モールド３或いは蓋８を伝わって弾性変形部材Ｈ１に作
用するが、上述したように、上パンチ９と弾性変形部材
Ｈ１との間には空隙ｈ１が形成されているので、弾性変
形部材Ｈ１の一部が空隙ｈ１に入り込み、弾性変形部材
Ｈ１の変形が許容されることになる。従って、上記の磁
性粉末ｐの配向に伴う磁性粉末ｐの押圧力により、弾性
変形部材Ｈ１に当接しているゴムモールド３或いは／及
び蓋８が変形し、ゴムモールド３のキャビティー３ａに
充填された磁性粉末ｐの見掛け密度が低くなり、磁性粉
末ｐの移動が容易になり、高配向が実現できる。

【００２０】上述したように、パルス磁界の印加による
配向時に、磁性粉末ｐの膨張により磁性粉末ｐの見掛け
密度が低くなり、磁性粉末ｐの移動が容易になるが、そ
の後、ゴムの弾性により、ゴムモールド３や弾性変形部
材Ｈ１等が元に戻ることにより、磁性粉末ｐの見掛け密
度が高められることになり、配向した磁性粉末ｐの移動
が抑制され、配向の乱れが防止されることになる。この
ように、ゴムモールド３のキャビティー３ａに充填され
た磁性粉末ｐの配向時における見掛け密度を、磁性粉末
ｐの配向開始前より、低くすることにより、磁性粉末ｐ
の移動が容易になり、高配向が実現できるとともに、配
向後の磁性粉末ｐの見掛け密度を高めることにより、配
向した磁性粉末ｐの移動が抑制され、高配向を維持する
ことができる。

【００２１】上述したような配向工程が終了した後に、
弾性変形部材Ｈ１が嵌着された上パンチ９とコイル１０
を上昇させ、次いで、支持台６が配設されたターンテー
ブルを回転させることにより、配向工程が行われた配向
ステージに隣接する圧粉体成形ステージに、ダイ１、下
パンチ２、支持台６、皿バネ７等からなる金型を移動さ
せ、その後、圧粉体成形ステージにおいて、図６に示さ
れているような、弾性変形部材Ｈ１が配設されていない
上パンチ９を下降させて圧粉体を成形することもでき
る。

【００２２】また、ターンテーブルを回転させることな
く、配向工程が行われた配向ステージにおいて、弾性変
形部材Ｈ１が嵌着された上パンチ９を上昇させ、次い
で、図６に示されているような、弾性変形部材Ｈ１が配
設されていない上パンチ９を下降させて圧粉体を成形す
ることもできる。

【００２３】次に、図４を用いて、本発明の圧粉体成形
方法が適用される別の圧粉体成形装置について説明す
る。

【００２４】この実施例は、ダイ１の上面に、柱状の緩
衝部材Ｈ２を載置したものであり、この実施例の緩衝部
材Ｈ２においては、柱状の緩衝部材Ｈ２に下方に開口し
た凹部ｈ２が形成されており、該凹部ｈ２に蓋８が嵌着
されているが、このような凹部ｈ２を形成することな
く、緩衝部材Ｈ２の下面が、直に、ゴムモールド３及び
ゴムモールド３のキャビティー３ａに充填された磁性粉
末ｐに接触するように構成してもよい。緩衝部材Ｈ２
は、コイルスプリング、板バネ、ゴムバネ等の適当なバ
ネ部材ｈ３を介して上パンチ９の下面に配設されてい
る。

【００２５】上述したように、配向時における磁性粉末
ｐの膨張及び移動による押圧力により、ゴムモールド３
或いは／及び蓋８が変形した際には、バネ部材ｈ３の弾
性力に抗して、緩衝部材Ｈ２が上方に移動することにな
る。従って、ゴムモールド３或いは／及び蓋８の変形が
許容されて、ゴムモールド３のキャビティー３ａに充填
された磁性粉末ｐの見掛け密度が低くなり、磁性粉末ｐ
の移動が容易となって高配向が実現できることになる。
その後、ゴムの弾性により、ゴムモールド３や蓋８が元
に戻るとともに、緩衝部材Ｈ２がバネ部材ｈ３により下
方に押圧されているので、磁性粉末ｐの見掛け密度が高
められることになり、従って、配向した磁性粉末ｐの移
動が抑制され、高配向を維持することができる。このよ
うな磁性粉末ｐの配向工程終了後に、更に上パンチ９を
下降させると、上パンチ９がバネ部材ｈ３を圧縮すると
ともに、緩衝部材Ｈ２を介してダイ１を下降させるの
で、上述したように、ゴムモールド３のキャビティー３
ａに充填された磁性粉末ｐが圧縮されて圧粉体が成形さ
れることになる。緩衝部材Ｈ２が金属材料で作られてい
る場合には、後述する図５の場合と同様な効果により、
磁界の印加と共に、緩衝部材Ｈ２が上方に移動する。

【００２６】勿論、配向工程が終了した後、緩衝部材Ｈ
２が配設された上パンチ９並びにコイル１０を上昇さ
せ、次いで、支持台６が配設されたターンテーブルを回
転させることにより、配向工程が行われた配向ステージ
に隣接する圧粉体成形ステージに、ダイ１、下パンチ
２、支持台６、皿バネ７等からなる金型を移動させ、そ
の後に、圧粉体成形ステージにおいて、図６に示されて
いるような、弾性変形部材Ｈ１が配設されていない上パ
ンチ９を下降させて圧粉体を成形することもできる。

【００２７】また、ターンテーブルを回転させることな
く、配向工程が行われた配向ステージにおいて、緩衝部
材Ｈ２が配設された上パンチ９を上昇させ、次いで、図
６に示されているような、弾性変形部材Ｈ１が配設され
ていない上パンチ９を下降させて圧粉体を成形すること
もできる。

【００２８】次に、図５を用いて、本発明の圧粉体成形
方法が適用される更に別の圧粉体成形装置について説明
する。

【００２９】ｈ４は、ダイ１の上面に載置された筒状の
ガイド部材であり、ガイド部材ｈ４には、上下方向に移
動可能に蓋８が挿着されている。Ｈ３は、蓋８に載置さ
れた、少なくとも、その一部が金属材料で形成された板
状の移動部材である。

【００３０】ゴムモールド３のキャビティー３ａに磁性
粉末ｐを充填した後、ガイド部材ｈ４をダイ１の上面に
載置する。次いで、蓋８及び移動部材Ｈ３を、ガイド部
材ｈ４に挿入するとともに、上パンチ９を下降させて、
ガイド部材ｈ４の上面に上パンチ９を載置する。次い
で、パルス磁界を発生させるためにコイル１０に通電す
ると、渦電流の発生より、金属製の移動部材Ｈ３が上方
に移動するとともに、上述したように、配向時における
磁性粉末ｐの膨張及び移動による押圧力により、ゴムモ
ールド３及び蓋８の変形が可能となり、従って、ゴムモ
ールド３のキャビティー３ａに充填された磁性粉末ｐの
見掛け密度が低くなり、磁性粉末ｐの移動が容易となっ
て高配向が実現できることになる。その後、ゴムの弾性
により、ゴムモールド３や蓋８が元に戻るとともに、渦
電流の消滅により、移動部材Ｈ３が降下して蓋８の上に
載置されるので、磁性粉末ｐの見掛け密度が高められる
ことになり、従って、配向した磁性粉末ｐの移動が抑制
され、高配向を維持することができる。移動部材Ｈ３の
一部を鉄等の強磁性体で構成することにより、移動部材
Ｈ３は、渦電流で持ち上がった後に、磁界の増加と共に
強くなった吸引力により下方に移動する。移動部材Ｈ３
が下方に移動するタイミングを、磁性粉末ｐが完全に配
向した後に調節することにより、前述した配向後の見掛
け密度を高める効果をより強くできる。

【００３１】磁性粉末ｐの配向工程終了後に、蓋８、移
動部材Ｈ３及びガイド部材ｈ４を、ダイ１の上面から取
り除いた後、図６に示されているような上パンチ９を下
降させて圧粉体を成形する。このような圧粉体成形工程
は、上述したと同様に、配向ステージと同じ場所で行う
ことも、また、配向ステージに隣接する圧粉体成形ステ
ージに金型を移動させて行うこともできる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３３】磁性粉末の配向時に、磁性粉末の見掛け密
度を低くしたので、磁性粉末の移動が容易になり、従っ
て、配向度の向上した圧粉体を成形することができる。

【００３４】配向後の磁性粉末の見掛け密度を高めるこ
とにより、配向した磁性粉末の移動が抑制され、高配向
を維持することができる。

【００３５】磁性粉末の配向磁界が消滅しない前に、磁
性粉末の見掛け密度を高めることにより、磁性粉末のよ
り高い配向を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の圧粉体成形方法が適用される
圧粉体成形装置の垂直断面図である。

【図２】図２は本発明の圧粉体成形方法が適用される他
の圧粉体成形装置の垂直断面図である。

【図３】図３は磁性粉末を配向させるための一例として
のパルス磁界を表す波形図である。

【図４】図４は本発明の圧粉体成形方法が適用される更
に他の圧粉体成形装置の垂直断面図である。

【図５】図５は本発明の圧粉体成形方法が適用されるな
お更なる他の圧粉体成形装置の垂直断面図である。

【図６】図６は従来の圧粉体成形装置の垂直断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・・・・・ダイ２・・・・・・・下パンチ３・・・・・・・ゴムモールド８・・・・・・・蓋９・・・・・・・上パンチＨ１・・・・・・弾性変形部材Ｈ２・・・・・・緩衝部材Ｈ３・・・・・・移動部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺俊宏京都府京都市西京区松室追上町22番地の１エリーパート２ 401号インターメタリックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイ内に配置された磁性粉末を配向する配
向手段及びゴムモールドと磁性粉末の圧縮による圧粉体
成形手段とを有する圧粉体成形装置であって、磁性粉末
の配向時に、磁性粉末の見掛け密度の低下を許容する手
段を配設したことを特徴とする圧粉体成形装置。
【請求項２】磁性粉末の見掛け密度の低下を許容する手
段が、上パンチに配設された弾性変形部材と、上パンチ
と弾性変形部材との間に形成された空隙により構成され
ることを特徴とする請求項１に記載の圧粉体成形装置。
【請求項３】磁性粉末の見掛け密度の低下を許容する手
段が、上パンチの下面に配設されたバネ部材を有する緩
衝部材であることを特徴とする請求項１に記載の圧粉体
成形装置。
【請求項４】磁性粉末の見掛け密度の低下を許容する手
段が、金属材料で形成された移動部材が挿着されたダイ
に載置されるガイド部材であることを特徴とする請求項
１に記載の圧粉体成形装置。