JP2005277180A - Magnet-manufacturing method, magnetic powder forming method and dry forming equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乾式成形法を用いたフェライト磁石等の磁石の製造方法、磁性粉末の成形方法及びこれに用いる乾式成形装置に関する。 The present invention relates to a method for producing a magnet such as a ferrite magnet using a dry molding method, a method for molding a magnetic powder, and a dry molding apparatus used therefor.
家電製品や自動車の電装用等に用いられるモータには、高性能、かつ小型、軽量であることが求められている。このようなモータは直流モータであり、磁石には、乾式成形による異方性フェライト磁石が用いられている。このモータ用磁石は径方向が磁化容易軸となるように異方性化されている。
この乾式成形による異方性フェライト磁石の製法は、平均粒径1μm以下の酸化鉄微粉末を材料とする場合、金型(下型)に磁界を印加することで材料充填の補助を施すと共に加圧成形時には磁束線の向きに沿って配向状態を保持しながら加圧することで極異方性をもたせ、製品特性を向上させている。例えば、特許文献1には、図10に示すように、乾式成形によるフェライト磁石の製造方法が記載され、金型(上型1、下型2)や臼型3の構成や形状等を、製品に要求される特性を満たすために最適化した組合せが提案されている。
Motors used for electrical appliances of automobiles and automobiles are required to have high performance, small size, and light weight. Such a motor is a DC motor, and an anisotropic ferrite magnet by dry molding is used as the magnet. The motor magnet is anisotropy so that the radial direction is the easy axis of magnetization.
This method of manufacturing an anisotropic ferrite magnet by dry molding is performed by applying a magnetic field to the mold (lower mold) and adding material to the mold (lower mold) when iron oxide fine powder having an average particle size of 1 μm or less is used as a material. At the time of pressure forming, pressure is applied while maintaining the orientation state along the direction of the magnetic flux lines, thereby providing polar anisotropy and improving product characteristics. For example, Patent Document 1 describes a method of manufacturing a ferrite magnet by dry molding as shown in FIG. 10, and describes the configuration and shape of the mold (upper mold 1, lower mold 2) and
粉末材料の計量は、基本的にはキャビティ内の空間を利用した容積秤量により実施しているが、流動性の極めて悪い微粉末を取り扱うために、上述したように、磁界による充填の補助が不可欠である。そのため、充填密度を飽和状態まで上げる、すなわちキャビティ内の空隙を最小にすることが充填重量の安定(ばらつき低減)には不可欠であり、磁界強度を強くすることが直接的な手段として実施されている。 The powder material is basically weighed using the space in the cavity. However, in order to handle fine powder with extremely poor fluidity, as described above, the assistance of filling with a magnetic field is indispensable. It is. Therefore, increasing the packing density to saturation, that is, minimizing the voids in the cavity is essential for the stability of the filling weight (reducing variation), and increasing the magnetic field strength is implemented as a direct means. Yes.
上記磁界を発生させる手段としては、サイリスタを使用した整流器4により金型(臼型3)を包囲したコイル5へ直流電流を印加する方式が採用されている。また、加圧成形完了後に、製品の残留磁束を相殺するように調整した反転磁界を印加して脱磁を実施しているが、その際に上記整流器4によって反転電流を印加している。
従来、成形終了した製品の取出し後、下型2は充填深さ位置(キャビティ(成形領域)の最低位置深さ)まで動作し、材料供給箱6が臼型3内のキャビティ上方を通過するまで待機している。そして、この状態で、充填開始時に整流器4からコイル5に直流電流を印加して強磁性体の下型2に磁界を発生させて、磁性粉末Gを吸引している。
なお、磁気回路的には上下の金型(上型1、下型2)が近接することにより磁界強度は増大するが、充填を補充する目的で使用する磁界は、片極(N極若しくはS極)のみが磁性粉末Gに接するように下型2に印加される。
As a means for generating the magnetic field, a system is adopted in which a direct current is applied to the
Conventionally, after taking out the finished product, the
In terms of the magnetic circuit, the magnetic field strength increases when the upper and lower molds (upper mold 1 and lower mold 2) are close to each other, but the magnetic field used for the purpose of supplementing the filling is a single pole (N pole or S pole). Only the pole) is applied to the
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
従来は、充填密度を上げるために高い直流電流を印加して充填補助のための磁界強度を高くしているが、実用的には製品特性に必要な磁界強度を得る電源電流よりも大幅に強力な直流電流(2〜3倍)を印加している。しかしながら、高電流の出力を上記脱磁の反転電流のために瞬時に遮断すると整流器の負荷(主に発熱)が大きくなってしまうため、運転能力に限界があり、サイクル高速化が困難であった。
The following problems remain in the conventional technology.
Conventionally, to increase the packing density, a high direct current is applied to increase the magnetic field strength for assisting filling, but it is practically much stronger than the power supply current that obtains the magnetic field strength required for product characteristics. A direct current (2 to 3 times) is applied. However, if the high current output is cut off instantaneously due to the demagnetizing reversal current, the load (mainly heat generation) of the rectifier becomes large, so there is a limit to the operating capacity and it is difficult to increase the cycle speed. .
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、乾式成形において磁性粉末の高充填密度と高速の製造サイクルとが得られる磁石の製造方法、磁性粉末の成形方法及び乾式成形装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a magnet manufacturing method, a magnetic powder molding method, and a dry molding apparatus capable of obtaining a high packing density of magnetic powder and a high-speed manufacturing cycle in dry molding. For the purpose.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の磁石の製造方法は、磁界を発生させた下型を所定の充填深さ位置よりも上方に配した状態でダイ内への磁性粉末の充填を開始し、磁性粉末を充填しながら下型を充填深さ位置までダイに対して相対的に移動させる充填工程と、磁性粉末の充填が完了した状態で上型をダイ内に相対的に移動させて磁性粉末を磁場中で加圧成形する成形工程とを有することを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, in the magnet manufacturing method of the present invention, the magnetic powder is filled into the die by starting the filling of the magnetic powder in the state where the lower mold that has generated the magnetic field is disposed above the predetermined filling depth position. However, the filling process in which the lower mold is moved relative to the die to the filling depth position, and the magnetic powder is applied in the magnetic field by moving the upper mold relatively in the die after the magnetic powder filling is completed. And a molding step of pressure molding.
本発明の磁性粉末の成形方法は、磁界を発生させた下型を所定の充填深さ位置よりも上方に配した状態でダイ内への磁性粉末の充填を開始し、磁性粉末を充填しながら下型を充填深さ位置までダイに対して相対的に移動させる充填工程と、磁性粉末の充填が完了した状態で上型をダイ内に相対的に移動させて磁性粉末を加圧成形する成形工程とを有することを特徴とする。 The magnetic powder molding method of the present invention starts filling the die with the magnetic powder in a state where the lower die generating the magnetic field is arranged above the predetermined filling depth position, while filling the magnetic powder. A filling process in which the lower die is moved relative to the die to the filling depth position, and molding in which the magnetic powder is pressure-molded by moving the upper die relatively into the die in a state where filling of the magnetic powder is completed. And a process.
本発明の乾式成形装置は、磁性粉末を乾式成形する乾式成形装置であって、ダイに対して相対移動が可能な下型及び上型と、ダイ内に上方から磁性粉末を充填する粉末充填機構と、下型から磁界を発生させる磁界発生機構と、充填の開始時に下型を所定の充填深さ位置よりも上方に配し、充填しながら下型を充填深さ位置までダイに対して相対的に移動させる型移動機構とを備えていることを特徴とする。 The dry molding apparatus of the present invention is a dry molding apparatus for dry-molding magnetic powder, a lower mold and an upper mold that can move relative to the die, and a powder filling mechanism that fills the die with magnetic powder from above. And a magnetic field generation mechanism that generates a magnetic field from the lower mold, and the lower mold is disposed above a predetermined filling depth position at the start of filling, and the lower mold is relative to the die to the filling depth position while filling. And a mold moving mechanism for moving the mold.
これらの磁石の製造方法、磁性粉末の成形方法及び乾式成形装置では、充填の開始時に下型を所定の充填深さ位置(成形領域の最低位置深さ)よりも上方に配することにより、下型に印加される磁界が低くても、下型が磁性粉末に近接しているため、磁性粉末を確実に吸引することができる。さらに、充填しながら下型を充填深さ位置までダイに対して相対的に移動させることにより、磁性粉末を強く吸引した状態を維持したままダイ内に磁性粉末を高充填密度で充填することができる。 In these magnet manufacturing methods, magnetic powder molding methods, and dry molding apparatuses, the lower mold is disposed above a predetermined filling depth position (minimum position depth of the molding region) at the start of filling, so that Even if the magnetic field applied to the mold is low, the magnetic powder can be reliably attracted because the lower mold is close to the magnetic powder. Furthermore, by moving the lower mold relative to the die to the filling depth position while filling, the magnetic powder can be filled in the die at a high filling density while maintaining a state where the magnetic powder is strongly attracted. it can.
本発明の磁石の製造方法は、充填の開始時に下型の上端をダイの上端面から突出させ充填すべき磁性粉末内に進入させることが好ましい。
本発明の乾式成形装置は、粉末充填機構が、磁性粉末を収容し下部開口から磁性粉末をダイ内に充填可能な材料供給部を備え、型移動機構が、充填の開始時に下型の上端をダイの上端面から突出させ材料供給部内の磁性粉末内に進入させることが好ましい。
In the magnet manufacturing method of the present invention, it is preferable that the upper end of the lower mold protrudes from the upper end surface of the die and enters the magnetic powder to be filled at the start of filling.
In the dry molding apparatus of the present invention, the powder filling mechanism includes a material supply unit that stores magnetic powder and can fill the magnetic powder into the die from the lower opening, and the mold moving mechanism pushes the upper end of the lower mold at the start of filling. It is preferable to protrude from the upper end surface of the die and enter the magnetic powder in the material supply unit.
これらの磁石の製造方法及び乾式成形装置では、充填の開始時に下型の上端をダイの上端面から突出させ磁性粉末内に進入させることにより、下型を直接、磁性粉末に接触させて、より確実に吸引して充填させることができる。 In these magnet manufacturing methods and dry molding apparatuses, the lower die is brought into contact with the magnetic powder directly by protruding the upper end of the lower die from the upper end surface of the die and entering the magnetic powder at the start of filling. It can be reliably sucked and filled.
本発明の磁石の製造方法は、磁性粉末が平均粒径1μm以下のフェライト磁性粉末であることを特徴とする。
この磁石の製造方法では、平均粒径1μm以下のフェライト磁性粉末を磁性粉末として用いる場合に特に好適である。
The magnet manufacturing method of the present invention is characterized in that the magnetic powder is a ferrite magnetic powder having an average particle diameter of 1 μm or less.
This magnet manufacturing method is particularly suitable when a ferrite magnetic powder having an average particle size of 1 μm or less is used as the magnetic powder.
本発明の磁性粉末の成形方法は、ダイ内の充填領域に磁性粉末を上方から充填する充填工程と、磁性粉末の充填が完了した状態で上型をダイ内に相対的に移動させて磁性粉末を加圧成形する成形工程とを有し、充填工程は、ダイ内の充填領域に磁界を発生させその磁界強度を充填の開始時にダイの上端面近傍で最大となるように設定し、磁性粉末を充填しながら磁界強度が最大となる位置を充填領域の下方に下げていくことを特徴とする。 The magnetic powder molding method of the present invention includes a filling step in which a magnetic powder is filled into a filling region in a die from above, and an upper die is relatively moved into the die in a state where the filling of the magnetic powder is completed. A filling step in which a magnetic field is generated in a filling region in the die, and the magnetic field strength is set to be maximized in the vicinity of the upper end surface of the die at the start of filling. The position where the magnetic field intensity is maximized is lowered below the filling region while filling.
この磁性粉末の成形方法では、ダイ内の充填領域に磁界を発生させその磁界強度を充填の開始時にダイの上端面近傍で最大となるように設定するので、まず磁性粉末がダイの上端面近傍に強く吸引され、さらに磁性粉末を充填しながら磁界強度が最大となる位置を充填領域の下方に下げていくので、強く吸引されながら磁性粉末が充填領域内の底部まで高密度で充填される。 In this magnetic powder molding method, a magnetic field is generated in the filling region in the die, and the magnetic field strength is set so as to be maximized in the vicinity of the upper end surface of the die at the start of filling. Since the position where the magnetic field intensity is maximum is lowered below the filling region while being further filled with magnetic powder, the magnetic powder is filled to the bottom of the filling region with high density while being strongly attracted.
本発明の乾式成形装置は、磁界発生機構が、ダイに巻回されたコイルと、下型に設けられた強磁性体部と、充填の開始時における下型の上端位置に応じてコイルへ印加する直流電流を変更可能な整流器とを備えていることを特徴とする。
この乾式成形装置では、必要十分な磁界強度となるように下型の上端位置に応じて直流電流を設定することで、整流器の消費電力を低減できると共に、製造サイクルの高速化を図ることができる。
In the dry molding apparatus of the present invention, the magnetic field generating mechanism is applied to the coil according to the coil wound around the die, the ferromagnetic part provided in the lower mold, and the upper end position of the lower mold at the start of filling. And a rectifier capable of changing the direct current.
In this dry molding apparatus, by setting the direct current according to the upper end position of the lower mold so that the necessary and sufficient magnetic field strength is obtained, the power consumption of the rectifier can be reduced and the manufacturing cycle can be speeded up. .
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る磁石の製造方法、磁性粉末の成形方法及び乾式成形装置によれば、充填の開始時に磁界を発生させた下型を所定の充填深さ位置よりも上方に配し、充填しながら下型を充填深さ位置まで移動させるので、ダイ内に高充填密度で磁性粉末を充填することができると共に、磁界発生の印加電流を磁性粉末の高い吸引力を維持しながらも低くすることができる。また、本発明の磁性粉末の成形方法によれば、ダイ内の充填領域に磁界を発生させその磁界強度を充填の開始時にダイの上端面近傍で最大となるように設定し、さらに磁性粉末を充填しながら磁界強度が最大となる位置を充填領域の下方に下げていくので、充填初期から充填完了まで磁性粉末が効率的に充填領域内に強く吸引されて高密度で充填することができる。
これらにより、高品質な磁性粉末の成形が可能になり、磁石などの良好な製品特性を維持しつつ、製造サイクルを高速化することができる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the magnet manufacturing method, the magnetic powder molding method and the dry molding apparatus according to the present invention, the lower mold that generates the magnetic field at the start of filling is disposed above the predetermined filling depth position, and the filling is performed. Since the lower mold is moved to the filling depth position, the magnetic powder can be filled in the die with a high filling density, and the applied current for generating the magnetic field is lowered while maintaining the high attractive force of the magnetic powder. be able to. Further, according to the method for molding magnetic powder of the present invention, a magnetic field is generated in the filling region in the die, and the magnetic field strength is set to be maximum near the upper end surface of the die at the start of filling. Since the position where the magnetic field strength becomes maximum is lowered below the filling region while filling, the magnetic powder can be efficiently and strongly attracted into the filling region from the initial filling to the completion of filling, and can be filled with high density.
As a result, high quality magnetic powder can be molded, and the production cycle can be increased while maintaining good product characteristics such as magnets.
以下、本発明に係る磁石の製造方法、磁性粉末の成形方法及び乾式成形装置の一実施形態を、図1から図6を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of a magnet manufacturing method, a magnetic powder molding method, and a dry molding apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
本実施形態の製造方法で作製する磁石は、断面が円弧状であり、その径方向に異方性を有する弓形の乾式成形フェライト磁石(いわゆる異方性セグメント磁石)であり、以下に説明する乾式成形装置を用いて製造するものである。
この乾式成形装置は、図1から図3に示すように、臼型(ダイ)3内の成形領域K内に磁性粉末Gを充填して磁場中で乾式成形するものであって、臼型3と、臼型3に対して相対移動が可能な下型2及び上型1と、臼型3内に上方から磁性粉末Gを充填する粉末充填機構8と、下型2に磁界を発生させる磁界発生機構9と、臼型3に対して下型2及び上型1を移動させる油圧シリンダ装置等の型移動機構10と、成形領域Kの径方向に磁界を印加する直方体状の一対の配向用強磁性体11とを備えている。
The magnet produced by the manufacturing method of the present embodiment is an arcuate dry-formed ferrite magnet (so-called anisotropic segment magnet) having a circular arc cross section and having anisotropy in the radial direction. It is manufactured using a molding apparatus.
As shown in FIGS. 1 to 3, this dry molding apparatus fills a molding region K in a die (die) 3 with a magnetic powder G and performs dry molding in a magnetic field. A
前記上型1は、強磁性体で構成される上部パンチ1aと、成形領域Kに面して上部パンチ1a下側に設けられた上部非磁性体部1bとで構成されている。また、下型2は、強磁性体で構成される下部パンチ(強磁性体部)2aと、成形領域Kに面して下部パンチ2a上側に設けられた下部非磁性体部2bとで構成されている。なお、本実施形態では、下型2が図示しないフレームに固定されているため、型移動機構10は、臼型3及び上型1を移動させることにより、下型2の位置を相対的に移動させる。
前記成形領域Kは、その凸上面が下側となるように、上部非磁性体部1b、下部非磁性体部2b及び臼型3により包囲されて形成されている。
The upper die 1 is composed of an
The molding region K is formed so as to be surrounded by the upper
なお、下部非磁性体部2b及び上部非磁性体部1bは、中央部が両端部よりも厚く設定されている。下部非磁性体部2b及び上部非磁性体部1bの断面形状をこのようにすることにより、磁石成形体の端部付近の配向がより中央を向いて径方向の配向度が良好となり、磁気特性が向上するためである。また、強磁性体から構成される下部パンチ2a及び上部パンチ1aと磁性粉末Gとの間に透磁率の低い非磁性体が存在することになるので、急激な磁束変化が避けられ、焼成時の割れ発生が防止されて歩留まりが向上する。
In addition, the lower
さらに、下部非磁性体部2bは、中央部付近に平坦部を設け、中央部が厚くなりすぎるのを防ぐ構成としている。なお、下部非磁性体部2bの断面形状を、上縁と下縁とがそれぞれ円弧状であってこれらが偏心しているもの、あるいは上縁と下縁とで曲率半径が異なるように構成してもよい。また、上部非磁性体部1bについても、同様である。
この上部非磁性体部1b及び下部非磁性体部2bは、必須ではないが、より良好な配向性を得るためには、少なくとも下部非磁性体部2bを設けることが好ましく、さらに上部非磁性体部1bを設ければ、配向性はいっそう向上する。また、これらの非磁性体を設けることにより、上部パンチ1a及び下部パンチ2aの寿命も長くなる。
Furthermore, the lower
The upper
下部非磁性体部2bや上部非磁性体部1bの構成材料は、特に限定されず、通常、非磁性ステンレス鋼や非磁性ステライト等から適宜選択される。また、上部パンチ1a、下部パンチ2a、配向用強磁性体11は、S45C等の磁性材料から構成すればよい。臼型3は、非磁性超硬材等から構成すればよい。
The constituent materials of the lower
前記粉末充填機構8は、磁性粉末Gを収容し下部開口から磁性粉末Gを臼型3内に充填可能な材料供給箱(材料供給部)6と、臼型3の臼面(上端面)上で材料供給箱6を進退可能に移動させる油圧シリンダ装置等の箱移動機構12とを備えている。
前記磁性粉末Gとしては、平均粒径1μm以下のフェライト磁性粉末が用いられる。
前記磁界発生機構9は、臼型3を包囲して配されたコイル5と、このコイル5へ直流電流を印加する整流器4とを備えている。この整流器4は、サイリスタを使用したものであり、直流電流の電流値及び電流方向を変更可能となっている。特に、整流器4は、充填開始時における下型2の位置に応じて必要な磁界強度が得られるように印加電流を変更することが可能である。
前記一対の配向用強磁性体11は、成形領域Kの周方向の両側にそれぞれ臼型3を介して設けられている。
The
As the magnetic powder G, ferrite magnetic powder having an average particle diameter of 1 μm or less is used.
The magnetic
The pair of orientation
次に、上記乾式成形装置による乾式成形フェライト磁石の製造方法を、図1から図5を参照して以下に説明する。 Next, the manufacturing method of the dry-type ferrite magnet by the dry-type molding apparatus will be described below with reference to FIGS.
まず、図1の(a)に示すように、加圧成形を終了した後、整流器4により、加圧成形時に印加していた直流電流とは逆方向に、残留磁束を相殺するように調整した反転電流をコイル5に印加して反転磁界を発生させ、脱磁処理を行う。そして、図1の(b)に示すように、型移動機構10によって臼型3を下型2及び上型1に対して下方に移動させ、加圧成形後の磁石成形体Sを臼型3の臼面(上端面)より上方に突出させる。さらに、図1の(c)に示すように、上型1のみを上方に移動させ、図3の(a)に示すように、磁石成形体Sを取り外す(ノックアウト)。
First, as shown in FIG. 1A, after completion of the pressure molding, the rectifier 4 was adjusted so as to cancel the residual magnetic flux in the direction opposite to the direct current applied during the pressure molding. A reversal current is applied to the
次に、上型1を上方に待避させた状態で、図3の(b)に示すように、箱移動機構12により材料供給箱6を下型2の直上まで臼型3の臼面上を移動させる。この際、下型2は、箱移動機構12の移動の妨げにならないように臼型3の臼面より下方に待避された状態とされる。材料供給箱6の下部開口が完全に下型2の直上に位置した状態で、材料供給箱6の移動を停止すると共に、図3の(c)に示すように、型移動機構10により臼型3を下方に移動することにより下型2を臼型3に対して相対的に上方に移動させ、その上端を臼型3の臼面から突出させて、材料供給箱6内の磁性粉末Gに進入させる。この状態で、整流器4により、所定の直流電流をコイル5に流して下型2に磁界を印加することにより、下型2に強い磁界を発生させて磁性粉末Gを吸引する。
Next, in the state where the upper die 1 is retracted upward, the
さらに、下型2に磁界を印加した状態で、図4の(a)に示すように、臼型3を上方に移動させることにより、下型2を臼型3に対して相対的に下方に移動させ、図4の(b)に示すように、磁性粉末Gを吸引しながら所定の充填深さ位置に達するまで下型2を下げる。すなわち、充填の開始時に下型2を上方に移動させることで、臼型3の臼面近傍(充填領域の臼面近傍)で磁界強度が最大となるようにし、次に下型2を下降させることで、磁性粉末Gを充填しながら磁界強度が最大となる位置を充填領域の下方に下げていく。これにより、臼型3内の成形領域(充填領域)Kに磁性粉末Gが高密度で充填される(充填工程)。
Further, with the magnetic field applied to the
次に、図4の(c)に示すように、材料供給箱6を成形領域K上から後退、待避させ、図5の(a)(b)(c)に示すように、型移動機構10により上型1を下降させて下型2と臼型3との間の成形領域Kで磁性粉末Gを所定の圧力条件で加圧成形し、磁石成形体Sとする(成形工程)。この際、コイル5に所定の直流電流が印加されて一対の配向用強磁性体11で生じた配向磁界により、異方性方向が成形領域Kの径方向に揃った磁石成形体Sが得られる。
この後、図1の(a)(b)(c)を参照して上述したと同様にして、磁石成形体Sを取り出す。この磁石成形体Sを焼結することにより、円弧状の異方性フェライト磁石が得られる。
Next, as shown in FIG. 4C, the
Thereafter, the magnet molded body S is taken out in the same manner as described above with reference to FIGS. By sintering the magnet molded body S, an arc-shaped anisotropic ferrite magnet is obtained.
本実施形態では、充填の開始時に下型2を所定の充填深さ位置よりも上方に配することにより、下型2に印加される磁界が低くても、下型2が磁性粉末Gに近接しているため、磁性粉末Gを確実に吸引することができる。特に、下型2の上端を臼型3の臼面から突出させ磁性粉末G内に進入させることにより、下型2を直接、磁性粉末Gに接触させて、より確実に吸引して充填させることができる。さらに、充填しながら下型2を充填深さ位置まで臼型3に対して相対的に移動させることにより、磁性粉末Gを強く吸引した状態を維持したまま臼型3内に磁性粉末Gを高密度で充填することができる。
また、必要十分な磁界強度となるように下型2の上端位置に応じて直流電流を設定することで、整流器4の消費電力を低減できると共に、製造サイクルの高速化を図ることができる。
In the present embodiment, the
In addition, by setting the direct current according to the upper end position of the
次に、本発明に係る磁石の製造方法及び磁性粉末の成形方法を、実施例により具体的に説明する。 Next, the production method of the magnet and the molding method of the magnetic powder according to the present invention will be specifically described with reference to examples.
上記本実施形態の製造方法により、充填時における整流器4の直流電流出力(以下、整流器出力と称す)を変えて磁石成形体Sを数種類作製し、充填開始時において臼型3の充填領域における臼面近傍での磁界強度(本発明での充填時磁界強度:図中×印)と、製品特性(磁性特性)(図中▽印)とを、図6に示す。また、製品特性に影響する成形直前磁界強度(図中■印)も併せて図6に示す。この成形直前磁界強度は、上型1が充填された磁性粉末Gを加圧する直前、すなわち充填完了後に上型1が臼型3の臼面位置まで下降した状態での磁界強度である。また、比較例として、従来と同様に、充填開始時の下型2の位置を充填深さ位置まで下げた状態で充填をした場合の磁界強度(従来での充填時磁界強度:図中◇印)も併せて図6に示す。
With the manufacturing method of the present embodiment, several types of magnet molded bodies S are produced by changing the direct current output (hereinafter referred to as rectifier output) of the rectifier 4 at the time of filling, and the die in the filling region of the
図6からわかるように、製品特性(図中▽印)の飽和に必要な成形直前磁界強度(図中■印)は、整流器出力50%以上の場合である。また、整流器出力100%のときの従来の充填時磁界強度(図中◇印)と、整流器出力50%のときの本発明の充填時磁界強度(図中×印)とは、同じである。したがって、本発明の製法では、整流器出力50%の場合で、従来の整流器出力100%の場合と同じ充填時磁界密度が得られ、その場合でも製品特性の飽和に必要な成形直前磁界強度が得られている。すなわち、本発明によれば、充填時の整流器出力が50%であっても、製品特性及び充填密度に必要な磁界強度が得られるので、整流器出力の半減により、整流器4にかかる負担を大幅に低減でき、製品サイクルを高速化することが可能である。 As can be seen from FIG. 6, the magnetic field strength immediately before forming (marked with ■ in the figure) required for saturation of the product characteristics (marked with ▽ in the figure) is the case where the output of the rectifier is 50% or more. Further, the conventional magnetic field strength during filling when the output of the rectifier is 100% (marked in the drawing) is the same as the magnetic field strength during filling of the present invention when the output of the rectifier is 50% (marked in the drawing). Therefore, in the manufacturing method of the present invention, when the output of the rectifier is 50%, the same magnetic field density at the time of filling as in the case of the conventional rectifier output of 100% can be obtained. It has been. That is, according to the present invention, even if the rectifier output at the time of filling is 50%, the magnetic field strength necessary for product characteristics and filling density can be obtained, so that the burden on the rectifier 4 is greatly reduced by halving the rectifier output. It can be reduced and the product cycle can be accelerated.
次に、充填開始時において、整流器出力100%の従来方式で充填を行う場合の磁界強度シミュレーション結果を、図7に示す。また、整流器出力50%の従来方式で充填を行う場合の磁界強度シミュレーション結果を、図8に示す。さらに、整流器出力50%の本発明方式で充填を行う場合(新充填)の磁界強度シミュレーション結果を、図9に示す。これらの図からわかるように、整流器出力50%の本発明方式の場合は、充填領域における臼面近傍で、従来方式の整流器出力100%と同様の磁界強度である250mT(実測270mT)が得られている。
このように本発明を採用することで、乾式成形装置のプレス運転速度を従来に比べて3倍に改善することができ、生産性を3倍に向上させることができた。また、整流器4の消費電力を1/2に低減することができ、製品1個あたりの消費電力が1/6((1/2)×(1/3)=1/6)に抑えることができた。
Next, FIG. 7 shows a magnetic field strength simulation result when filling is performed by a conventional method with a rectifier output of 100% at the start of filling. In addition, FIG. 8 shows the magnetic field strength simulation result when filling is performed by the conventional method with a rectifier output of 50%. Further, FIG. 9 shows a magnetic field strength simulation result when filling is performed by the method of the present invention with 50% rectifier output (new filling). As can be seen from these figures, in the case of the method of the present invention with a rectifier output of 50%, a magnetic field strength of 250 mT (actual measurement 270 mT) similar to that of the conventional rectifier output of 100% is obtained in the vicinity of the die surface in the filling region. ing.
By adopting the present invention in this way, the press operation speed of the dry molding apparatus can be improved by a factor of three compared to the conventional case, and the productivity can be improved by a factor of three. Moreover, the power consumption of the rectifier 4 can be reduced to 1/2, and the power consumption per product can be suppressed to 1/6 ((1/2) × (1/3) = 1/6). did it.
なお、本発明の技術範囲は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、本発明では磁性粉末Gとして上記のフェライト磁性粉末に限らず、希土類磁性粉末について適用することができる。希土類磁性粉末としては、R−TM−B系磁性粉末(Rは希土類元素の1種又は2種以上、TMはFe、又はFe及びCo)、R−Co系磁性粉末に適用することができる。ここで、RはYを含む概念を有しており、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb、Lu及びYの1種又は2種以上から選択される。さらに、保磁力を改善するために、Al、Cr、Mn、Mg、Si、Cu、C、Nb、Sn、W、V、Zr、Ti、Mo、Bi、Ag及びGaなどの元素を1種又は2種以上を含有することもできる。また、R−Co系磁性粉末は、Rと、Fe、Ni、Mn及びCrから選ばれる1種以上の元素と、Coとを含有する。この場合、好ましくはさらにCu又は、Nb、Zr、Ta、Hf、Ti及びVから選ばれる1種以上の元素を含有し、特に好ましくはCuと、Nb、Zr、Ta、Hf、Ti及びVから選ばれる1種以上の元素とを含有する。これらのうち特に、SmとCoとの金属間化合物、好ましくはSm2Co17金属間化合物を主相とし、粒界にはSmCo5系を主体とする副相が存在する。 For example, in the present invention, the magnetic powder G is not limited to the above-described ferrite magnetic powder, but can be applied to rare earth magnetic powder. The rare earth magnetic powder can be applied to R-TM-B magnetic powder (R is one or more rare earth elements, TM is Fe, or Fe and Co), and R-Co magnetic powder. Here, R has a concept including Y, and includes one or more of La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, Lu, and Y. Selected. Further, in order to improve the coercive force, one or more elements such as Al, Cr, Mn, Mg, Si, Cu, C, Nb, Sn, W, V, Zr, Ti, Mo, Bi, Ag and Ga are used. Two or more kinds may be contained. The R—Co based magnetic powder contains R, one or more elements selected from Fe, Ni, Mn, and Cr, and Co. In this case, it preferably further contains one or more elements selected from Cu or Nb, Zr, Ta, Hf, Ti and V, and particularly preferably from Cu and Nb, Zr, Ta, Hf, Ti and V. Containing one or more selected elements. Among these, in particular, an intermetallic compound of Sm and Co, preferably an Sm 2 Co 17 intermetallic compound, is the main phase, and a subphase mainly composed of SmCo 5 is present at the grain boundary.
1 上型、2 下型、2a 下部パンチ(強磁性体部)、3 臼型(ダイ)、4 整流器、5 コイル、6 材料供給箱(材料供給部)、8 粉末充填機構、9 磁界発生機構、10 型移動機構、G 磁性粉末、K 成形領域
1 Upper mold, 2 Lower mold, 2a Lower punch (ferromagnetic part), 3 Die mold (die), 4 Rectifier, 5 Coil, 6 Material supply box (material supply part), 8 Powder filling mechanism, 9 Magnetic
Claims (8)
前記磁性粉末の充填が完了した状態で上型を前記ダイ内に相対的に移動させて前記磁性粉末を磁場中で加圧成形する成形工程とを有することを特徴とする磁石の製造方法。 The filling of the magnetic powder into the die is started in a state where the lower die that has generated the magnetic field is disposed above the predetermined filling depth position, and the lower die is placed at the filling depth position while filling the magnetic powder. A filling step of moving relative to the die until
A magnet manufacturing method comprising: a molding step in which an upper die is relatively moved into the die in a state where the magnetic powder is completely filled, and the magnetic powder is pressure-molded in a magnetic field.
前記磁性粉末の充填が完了した状態で上型を前記ダイ内に相対的に移動させて前記磁性粉末を加圧成形する成形工程とを有することを特徴とする磁性粉末の成形方法。 The filling of the magnetic powder into the die is started in a state where the lower die that has generated the magnetic field is disposed above the predetermined filling depth position, and the lower die is placed at the filling depth position while filling the magnetic powder. A filling step of moving relative to the die until
A molding method of magnetic powder, comprising: a molding step of pressure-molding the magnetic powder by relatively moving the upper die into the die in a state where the filling of the magnetic powder is completed.
前記磁性粉末の充填が完了した状態で上型を前記ダイ内に相対的に移動させて前記磁性粉末を加圧成形する成形工程とを有し、
前記充填工程は、前記ダイ内の充填領域に磁界を発生させその磁界強度を前記充填の開始時に前記ダイの上端面近傍で最大となるように設定し、前記磁性粉末を充填しながら前記磁界強度が最大となる位置を前記充填領域の下方に下げていくことを特徴とする磁性粉末の成形方法。 A filling step of filling magnetic powder into the filling region in the die from above;
A molding step of pressure-molding the magnetic powder by relatively moving the upper die into the die in a state where the filling of the magnetic powder is completed,
The filling step generates a magnetic field in a filling region in the die and sets the magnetic field strength to be maximum in the vicinity of the upper end surface of the die at the start of filling, and the magnetic field strength while filling the magnetic powder. A method for forming a magnetic powder, characterized in that the position at which the maximum value is reduced is lowered below the filling region.
ダイに対して相対移動が可能な下型及び上型と、
前記ダイ内に上方から前記磁性粉末を充填する粉末充填機構と、
前記下型から磁界を発生させる磁界発生機構と、
前記充填の開始時に前記下型を所定の充填深さ位置よりも上方に配し、充填しながら前記下型を前記充填深さ位置まで前記ダイに対して相対的に移動させる型移動機構とを備えていることを特徴とする乾式成形装置。 A dry molding apparatus for dry molding magnetic powder,
A lower mold and an upper mold that can move relative to the die; and
A powder filling mechanism for filling the magnetic powder from above into the die;
A magnetic field generating mechanism for generating a magnetic field from the lower mold,
A mold moving mechanism that disposes the lower mold above a predetermined filling depth position at the start of filling, and moves the lower mold relative to the die to the filling depth position while filling; A dry-type molding apparatus comprising:
前記型移動機構が、前記充填の開始時に前記下型の上端を前記ダイの上端面から突出させ前記材料供給部内の前記磁性粉末内に進入させることを特徴とする請求項6に記載の乾式成形装置。 The powder filling mechanism includes a material supply unit that accommodates the magnetic powder and can fill the die with the magnetic powder from a lower opening;
The dry molding according to claim 6, wherein the mold moving mechanism causes the upper end of the lower mold to protrude from the upper end surface of the die and enter the magnetic powder in the material supply unit at the start of the filling. apparatus.
前記下型に設けられた強磁性体部と、
前記充填の開始時における前記下型の上端位置に応じて前記コイルへ印加する直流電流を変更可能な整流器とを備えていることを特徴とする請求項6又は7に記載の乾式成形装置。 The magnetic field generating mechanism includes a coil wound around the die;
A ferromagnetic portion provided in the lower mold;
The dry molding apparatus according to claim 6 or 7, further comprising a rectifier capable of changing a direct current applied to the coil in accordance with an upper end position of the lower mold at the start of the filling.
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