(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト磁石を製造するときに用いる磁場成形装置であって、
主としてフェライトからなる粉末を分散媒に分散させた成形用スラリーが注入され、前記成形用スラリーを圧縮成形する金型と、
前記金型中の前記成形用スラリーに、所定方向の磁場を印加する磁場発生源と、
前記フェライト磁石を形成するためのキャビティであって、前記金型に形成された前記キャビティに前記成形用スラリーを注入するための注入パスと、
前記金型の前記キャビティよりも下方の位置に設けられ、前記注入パス内の前記成形用スラリーを加熱するヒータと、
前記ヒータをコントロールするコントローラと、
前記金型を構成する臼型の下面に取り付けられ、前記臼型とは別体であるブロック部材と、を備え、
前記注入パスおよび前記ヒータが前記ブロック部材に設けられているとともに、
前記ヒータが前記注入パスに沿うように配置されていることを特徴とする磁場成形装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記ブロック部材の温度が４０℃以上１２０℃以下となるように調整することを特徴とする請求項１に記載の磁場成形装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記ブロック部材の温度が４０℃以上１００℃以下となるように調整することを特徴とする請求項１に記載の磁場成形装置。
【請求項４】
前記金型は、前記フェライト磁石を多数個取りするための複数のキャビティを有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁場成形装置。
【請求項５】
前記ヒータおよび前記コントローラが、前記金型の複数の前記キャビティの温度分布を調整する温度調整部を構成することを特徴とする請求項４に記載の磁場成形装置。
【請求項６】
前記フェライト磁石は、フェライト焼結磁石であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁場成形装置。
【請求項７】
前記温度調整部は、前記金型を加熱する複数の前記ヒータと、複数の前記ヒータを独立してコントロールする前記コントローラとから構成されることを特徴とする請求項５に記載の磁場成形装置。
【請求項８】
前記温度調整部は、発熱量が異なる複数の前記ヒータと、
複数の前記ヒータを一括してコントロールする前記コントローラとから構成されることを特徴とする請求項５に記載の磁場成形装置。
【請求項９】
前記ヒータは、前記ヒータの部位により発熱量が異なるものであることを特徴とする請求項７または８に記載の磁場成形装置。
【請求項１０】
前記ヒータは、前記金型に整列して設けられた前記キャビティの列数をｍとしたとき、ｍ個以上設けられていることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の磁場成形装置。
【請求項１１】
前記ヒータは、前記金型に設けられた前記キャビティの数をｎとしたとき、ｎ個以上設けられていることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の磁場成形装置。
【請求項１２】
前記金型に、前記キャビティのそれぞれに前記成形用スラリーを注入するための注入パスが形成され、前記ヒータは、前記注入パスの近傍に配置されていることを特徴とする請求項５から１１のいずれか１項に記載の磁場成形装置。
【請求項１３】
型に形成された複数のキャビティを、前記型を構成する臼型の下面に取り付けられ、前記臼型とは別体であるブロック部材に設けられ、複数段階の温度に設定した複数のヒータによって加熱しておき、
主としてフェライトからなる粉末を分散媒に分散させることで得た成形用スラリーを、複数の前記キャビティに注入し、所定方向の磁場中にて加圧成形することで成形体を得る成形工程と、
前記成形体を焼成することでフェライト磁石を得る焼成工程と、
を有することを特徴とするフェライト磁石の製造方法。
【請求項１４】
前記分散媒は、水であることを特徴とする請求項１３に記載のフェライト磁石の製造方法。
【請求項１５】
フェライト磁石の製造工程にて、主としてフェライトからなる粉末を分散媒に分散させた成形用スラリーを圧縮成形し、所定形状の成形体を形成する金型であって、
前記成形体を形成するための複数のキャビティと、
前記金型の外部から前記キャビティに前記成形用スラリーを注入するための注入パスと、
前記金型を部位によって異なる温度に加熱するためのヒータと、
前記金型を構成する臼型の下面に取り付けられ、前記臼型とは別体であるブロック部材と、
を備え、
前記注入パスは前記ブロック部材に形成され、
前記ヒータは、前記ブロック部材に設けられているとともに、前記注入パスに沿って設けられていることを特徴とする金型。
【請求項１６】
前記ヒータは、前記金型に整列して設けられた前記キャビティの列に並ぶように設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁場成形装置、フェライト磁石の製造方法、およびそれに用いることのできる金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
フェライト(焼結)磁石は、特性が向上し比較的安価であることから、自動車、家電製品、産業機械等、広い分野で多量に使用されている。
フェライト磁石を製造するには、原料を所定の配合比で混合したものを仮焼してフェライト化させ、得られた仮焼体をサブミクロンサイズまで粉砕し、フェライト粒子からなる微粉砕粉末を得る。次いで、微粉砕粉末を磁場中で金型によって圧縮成形(以下、これを磁場成形と称する)して成形体を得た後、この成形体を焼結することで、フェライト磁石を得る。
磁場成形の工程には、大きく分けて、材料を乾燥させた後に成形を行う乾式と、材料をスラリー状として成形を行う湿式とがある。
【０００３】
湿式で磁場成形を行う場合、スラリー中に含まれる水分を除去する脱水を確実に行わないと、成形体にクラック等が生じ、その結果、歩留まりが低下してしまうという問題があった。
このため、従来より、金型に注入する前にスラリーを加熱することでスラリーの粘度を低下させ、脱水性を向上させるという改善技術が提案されていた（例えば、特許文献１、２、３参照。）。
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、金型装置と、金型装置にスラリーを圧送する圧送装置との間にスラリーを加熱する加熱装置を備えたものである。
しかし、この技術では、加熱に電熱管やウォーターバスを使っていたため、加熱に時間がかかるという問題を抱えている。特許文献２に記載の技術は、これに対して提案されたものであり、加熱にマイクロ波を用いることで、スラリーを短時間で均一に加熱するというものである。
【０００５】
また、特許文献３に記載の技術は、金型に注入されるスラリーが貯留されたタンク内で、スラリーをパイプヒータ等で直接加熱したり、タンクの外周面を熱湯等で間接加熱したり、また、タンクから金型にスラリーが自動注入される際に金型までの導入管を外周から加熱することによって、スラリーの温度を４０〜９０℃に保持しようというものである。
【０００６】
しかしながら、上記のように加熱されたスラリーを金型内に注入すると、金型等によって熱が奪われてスラリーの温度が低下し、スラリーの分散媒の粘度が上昇してしまうという問題があることを本発明者らは見出した。
また、特許文献３の技術では、金型内におけるスラリーの温度を４０〜９０℃に保持するという構成になってはいる。しかし、金型に注入されるスラリーが貯留されたタンク内で、スラリーをパイプヒータ等で直接加熱したり、タンクの外周面を熱湯等で間接加熱したり、また、タンクから金型にスラリーが自動注入される際に金型までの導入管を外周から加熱していたのでは、上記のように金型に注入した段階でスラリーの熱が奪われるため、金型内におけるスラリーの温度を４０〜９０℃に保持することは現実的に困難であることも実験により確認された。
【０００７】
このような問題に対し、金型のキャビティ（成形空間）を取り囲むように、スラリーを加熱する加熱部材を備えた構成の技術が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００８】
【特許文献１】特公平１−５４１６７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平６−１８２７２８号公報（請求項１）
【特許文献３】特公平２−１３９２４号公報（特許請求の範囲、第３頁）
【特許文献４】特公平１−５４１６８号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
金型のキャビティは、臼型に形成され、この臼型は、高精度な精密加工がなされている。特許文献４に記載された技術のように、スラリーを加熱する加熱部材は、この臼型に形成しなければならず、臼型に穴あけ加工してヒータを通すのは非常に困難であり、また、ヒータを通すための穴によって、臼型の強度が低下し、臼型の耐久性が低くなるという可能性も生じる。
このため、このような技術は、現実的には、上記問題の有効な解決手段とは言い切れない。
【００１０】
また、上記したような問題は、特に、一つの金型で成形体を多数個取りするため、金型に複数のキャビティを形成する等の理由で、大型化した金型を使用する場合等に顕著であった。金型側の熱容量が非常に大きいためである。これらの場合、上記したような従来の技術を適用したとしても、クラックが発生するという問題を有効に解決することができない。さらに、複数のキャビティが金型に形成されている場合、金型内のキャビティの位置によってスラリー温度が異なってしまい、キャビティ毎に脱水性に差が生じるために、最終的に得られる成形体の密度、製品重量にもばらつきが生じるという問題が生じる。
加えて、周囲の雰囲気温度によって金型の温度も変わるため、季節によって金型内でのスラリーの分散媒の粘度が変動し、脱水性が変化するため、得られる製品の品質が安定しないという問題もある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、製造工程における歩留まりを向上させ、品質を安定させることのできる磁場成形装置、フェライト磁石の製造方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題に対してなされた本発明の磁場成形装置は、フェライト磁石を製造するときに用いる磁場成形装置であって、主としてフェライトからなる粉末を分散媒に分散させた成形用スラリーが注入され、成形用スラリーを圧縮成形する金型と、金型中の成形用スラリーに、所定方向の磁場を印加する磁場発生源と、フェライト磁石を形成するためのキャビティであって、金型に形成されたキャビティに成形用スラリーを注入するための注入パスと、金型のキャビティよりも下方の位置に設けられ、注入パス内の成形用スラリーを加熱するヒータと、ヒータをコントロールするコントローラと、金型を構成する臼型の下面に取り付けられ、臼型とは別体であるブロック部材とを備える。この磁場成形装置では、注入パスおよびヒータはブロック部材に設けられているとともに、ヒータが注入パスに沿うように配置されている。
注入パス中の成形用スラリーをヒータで加熱することで、キャビティ内に注入される成形用スラリーの温度低下を防ぎ、脱水性を確実に向上することができる。また、ヒータにより、成形用スラリーだけでなく、臼型についても加熱することができ、これによってもキャビティ内の成形用スラリーの温度低下を防ぐことが可能となる。
このとき、ヒータを金型のキャビティよりも下方の位置に設けることで、フェライト磁石の成形に関与するキャビティ周囲における金型強度が低下するのを防止することができる。
ヒータを金型のキャビティよりも下方の位置に設けるには、金型を構成する臼型や下型のキャビティよりも下方の位置にヒータを設けても良いが、金型を構成する臼型の下面に取り付けられ、臼型とは別体であるブロック部材を設け、このブロック部材に、注入パスおよびヒータを設ける。このようにすれば、注入パスおよびヒータを設置するための穴等を形成するときには、ブロック部材単体で加工を行うこともでき、また金型よりも硬度の低い材料でブロック部材を形成することで、加工の容易性も高まる。
【００１２】
このとき、コントローラでは、ブロック部材の温度が４０℃以上１２０℃以下となるように調整するのが好ましい。この場合、温度の、より好ましい範囲は４０℃以上１００℃以下、さらに好ましい範囲は４０℃以上８０℃以下である。
【００１３】
金型が、フェライト磁石を多数個取りするための複数のキャビティを有しているものである場合、本発明は特に有効となる。その場合、上記のヒータおよびコントローラが、金型の複数のキャビティの温度分布を調整する温度調整部を構成する。
【００１４】
金型の構造が非対称である場合等には、金型内のキャビティの位置によってスラリー温度が異なってしまい、キャビティ毎に脱水性に差が生じるために、最終的に得られる成形体の密度、製品重量にもばらつきが生じるという問題が残りやすい。例えば、金型内にスラリーを導入する導入口が設けられた側は、新たに導入されるスラリーによって金型の温度が低下するのに対し、金型の反対側は金型の温度が低下しにくく、これによって金型の温度が部位によって大きく異なる。この他、成形工程の合間に、ブラシなどを接触させて金型の表面を洗浄するような機構が備えられている場合、ブラシにつけられた洗浄液により、金型の温度が低下することもある。このような場合、洗浄を開始する位置に近いほど、金型の温度が大きく低下する傾向がある。このように、金型の温度分布は様々な要因によって変動しやすくなっているのである。
【００１５】
温度調整部は、発熱量が異なる複数のヒータと、複数のヒータを一括してコントロールするコントローラとから構成することも可能である。
また、ヒータは、ヒータの部位により発熱量が異なるものであるものを用いることも可能である。具体的には、例えば、同一のヒータ内で、電熱線の巻き線のピッチを変えることで、部分的に発熱量を変化させるもの等がある。
このような温度調整部により、金型の複数のキャビティの温度分布を調整し、各キャビティに注入された状態における成形用スラリーの温度の均等化を図ることができる。
ヒータは、金型に整列して設けられたキャビティの列数をｍとしたとき、ｍ個以上設けるのが好ましい。さらに、ヒータは、金型に設けられたキャビティの数をｎとしたとき、ｎ個以上設けるのが好ましい。このように、ヒータを多く設けることで、よりきめ細やかな温度調整が行える。
また、金型には、キャビティのそれぞれに成形用スラリーを注入するための注入パスが形成される。ヒータは、この注入パスの近傍に配置するのが好ましい。注入パスの近傍は、成形用スラリーの通過によって温度が大きく変動しやすいからである。
【００１６】
本発明は、型に形成された複数のキャビティを、型を構成する臼型の下面に取り付けられ、臼型とは別体であるブロック部材に設けられ、複数段階の温度に設定した複数のヒータによって加熱しておき、主としてフェライトからなる粉末を分散媒に分散させることで得た成形用スラリーを、複数のキャビティに注入し、所定方向の磁場中にて加圧成形することで成形体を得る成形工程と、成形体を焼成することでフェライト磁石を得る焼成工程と、を有することを特徴とするフェライト磁石の製造方法とすることもできる。
このように複数のキャビティを、複数段階の温度に設定した複数のヒータで加熱しておくことで、金型の複数のキャビティの温度分布を調整し、各キャビティに注入される成形用スラリーの温度の均等化を図ることができるのである。
【００１７】
本発明は、フェライト磁石の製造工程にて、主としてフェライトからなる粉末を分散媒に分散させた成形用スラリーを圧縮成形し、所定形状の成形体を形成する金型であって、成形体を形成するための複数のキャビティと、金型の外部からキャビティに成形用スラリーを注入するための注入パスと、金型を部位によって異なる温度に加熱するためのヒータと、金型を構成する臼型の下面に取り付けられ、臼型とは別体であるブロック部材と、を備えることを特徴とする金型とすることもできる。この金型において、注入パスはブロック部材に形成され、かつヒータは、ブロック部材に設けられているとともに、注入パスに沿って設けられている。
また、ヒータは、金型に整列して設けられたキャビティの列に並ぶように設けることができる。
【００１８】
注入パスの容積は、一回の成形で複数のキャビティに注入する成形用スラリーの容積以上とするのが好ましい。ここで、一回の成形で複数のキャビティに注入する成形用スラリーの容積は、１回の成形で得られる複数個の成形体の乾燥重量の総和に相当する材料を含む成形用スラリーの容積である。これにより、キャビティに充填したスラリーを圧縮成形している間に、次にキャビティに充填スラリーの全量を加熱することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、キャビティに注入される成形用スラリーを加熱し、その分散媒の粘性率を低下させることができる。これにより、磁場成形中における脱水性を高く維持することが可能となる。そして、金型の複数のキャビティの温度分布を調整することで、各キャビティに注入される成形用スラリーの温度の均等化を図ることができ、脱水性のバラつきを抑え、最終的に得られる成形体の密度を均一化して品質を向上・安定化するとともに、不良品を低減し、製造工程における歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態におけるフェライト磁石の製造工程の流れの一例を示す図である。なお、本実施の形態で示すフェライト磁石の製造工程はあくまでも一例に過ぎず、適宜変更を加えることが可能なのは言うまでも無い。
この図１に示すように、フェライト磁石を製造するには、まず原料を所定の配合比で混合したものを仮焼してフェライト化させる(ステップＳ１０１、Ｓ１０２)。原料としては、酸化物粉末、または焼成により酸化物となる化合物、例えば炭酸塩、水酸化物、硝酸塩等の粉末を用いる。仮焼は、通常、空気中等の酸化性雰囲気中で行えば良い。
次いで、得られた仮焼体を粗粉砕工程を経ることで粉砕し(ステップＳ１０３)、フェライト粒子からなる仮焼粉末を得る。次いでこの仮焼粉末に適宜添加物を添加し、微粉砕工程を経てサブミクロンサイズまで粉砕し（ステップＳ１０４）、主としてマグネトプランバイト型フェライトからなる微粉砕粉末を得る。粗粉砕工程、微粉砕工程は、湿式で行っても乾式で行ってもよい。ただし、仮焼体は一般に顆粒から構成されるので、粗粉砕工程を乾式で行い、次いで微粉砕工程を湿式で行うのが好ましい。その場合、粗粉砕工程で仮焼体を所定以下の粒径となるまで粗粉砕した後、微粉砕工程で粗粉砕粉と水とを含む粉砕用スラリーを調製し、これを用いて所定以下の粒径となるまでの微粉砕を行う。
【００２１】
この後、微粉砕粉末を分散媒に分散させることで所定濃度のスラリー（成形用スラリー）を調製し、これを磁場成形する。微粉砕工程で湿式粉砕を行った場合、脱水工程(ステップＳ１０５)にてスラリーを濃縮することで、所定濃度のスラリーを調製するようにしても良い。
ここで、分散媒としては、水、あるいは常温（２０℃）において粘性率が０．７０［ｍＰａ・ｓ］未満の液体が好適である。常温（２０℃）において粘性率が０．７０［ｍＰａ・ｓ］未満の液体としては、例えば、ヘキサン、トルエン、p-キシレン、メタノール等を用いることができる。また、分散媒は、後述の加熱された金型に注入したときに、粘性率が０．７０［ｍＰａ・ｓ］未満となるものであってもよく、上記したような分散媒だけでなく、他の分散媒を採用することもできる。
【００２２】
そして、このスラリーを混練した後(ステップＳ１０６)、スラリーを型に注入し、所定方向の磁場をかけながら圧縮成形することで磁場成形を行う(ステップＳ１０７)。
【００２３】
この後、得られた成形体を焼成して焼結させることで、フェライト磁石を得る(ステップＳ１０８)。この後、所定形状への加工を経て、製品としてのフェライト磁石が完成する(ステップＳ１０９〜Ｓ１１０)。
【００２４】
図２、図３は、上記したようなステップＳ１０７の磁場成形を行う工程で用いる磁場成形装置１０の概略構成を示す図である。
磁場成形装置１０は、所定濃度に調製されたスラリーに対し、磁場中で圧縮成形を施すことで、フェライト粒子を配向させ、所定形状のフェライト磁石を形成するものである。図２に示すように、この磁場成形装置１０は、複数のフェライト磁石を多数個取りで形成するため、複数のキャビティ１３を有している。
【００２５】
図３は、この磁場成形装置１０の一列のキャビティ１３を対象とした断面図である。この図３に示すように、磁場成形装置１０には、金型として、上型１１、下型１２、臼型１９、ヒータブロック（ブロック部材）４０が備えられている。上型１１、下型１２の少なくとも一方は、図示しない駆動シリンダ等を駆動源として、上型１１、下型１２を互いに接近・離間方向に動作可能となっている。本実施の形態においては、下型１２が、上型１１に対し所定のストロークで上下動するようになっている。
また、臼型１９は、固定されていてもよいし、上下動可能でも良い。
【００２６】
臼型１９には、その下面に、別体のヒータブロック４０が設けられている。このヒータブロック４０には、個々のキャビティ１３にスラリーを注入するための注入パス１４が形成されている。臼型１９の内部には、注入パス１４に連続するように、各キャビティ１３へと繋がる注入パス分岐路４１が形成されている。
注入パス１４は、外部に設けられた材料容器１５から、弁１６Ａを開いたときにポンプ１６によって送り込まれるスラリーを、個々のキャビティ１３に分配・注入するようになっている。これら注入パス１４および注入パス分岐路４１は、その総容積が、成形１回分のスラリーの容積と同等以上となるように形成するのが好ましい。
なお、図３（ａ）は、注入パス１４から各キャビティ１３への注入パス分岐路４１の流路長が等しくなるよう、注入パス１４を金型中央部まで設け、そこから注入パス分岐路４１を延ばして形成した場合の例であり、図３（ｂ）は、注入パス１４の途中から、注入パス分岐路４１の長さが最短となるように形成した例である。
【００２７】
臼型１９およびヒータブロック４０には、下方から下型１２を挿通させるための貫通孔３２、３３が連続して形成されている。
個々の下型１２は、そのストローク終端位置において、キャビティ１３にて、スラリーを所定の形状に圧縮成形するようになっている。ここで、臼型１９には、下型１２との隙間をシールするシール部材１７が設けられている。
上型１１と臼型１９の合わせ面には、キャビティ１３からスラリーに含まれる水分を排出するための濾布１８が挟み込まれている。これにより、スラリーに含まれる水分は、濾布１８を伝い、上型１１と臼型１９の合わせ面から上型１１および臼型１９の外部に導き出されるようになっている。
そして、上型１１の近傍には、図示しない磁界発生コイル等が設けられており、所定の方向の磁場を加えることができるようになっている。
【００２８】
さて、本実施の形態において、ヒータブロック４０には、注入パス１４に沿うように、電熱線、セラミックヒータ等によって構成されるヒータ部材２０が埋め込まれている。このヒータ部材２０は、各キャビティ１３を均一に加熱できるよう決定されたパターンで配置するのが好ましい。
例えば、図２に示したように、ヒータ部材２０は、臼型１９に形成されたキャビティ１３の各列に対応するように並べて設けることができる。この場合、ヒータ部材２０は、キャビティ１３の列数をｍとすると、ｍ個以上設けるのが好ましい。
また、図４に示すように、ヒータ部材２０は、臼型１９の各キャビティ１３に対応するように設けることもできる。この場合、ヒータ部材２０は、ヒータブロック４０の各キャビティ１３に対応した位置に配置するのが好ましい。ヒータ部材２０は、キャビティ１３の個数をｎ個とすると、ｎ個以上設けるのが好ましい。さらに、注入パス１４の入口側近傍を重点的に加熱するよう、ヒータ部材２０を配置しても良い。
【００２９】
ヒータ部材２０には、それぞれヒータ用電源（図示無し）が接続されており、各ヒータ用電源（図示無し）からそれぞれのヒータ部材２０に電圧を印加することで、ヒータ部材２０が発熱し、ヒータブロック４０を加熱し、これによって注入パス１４内のスラリーが加熱される。また、ヒータブロック４０の加熱により、臼型１９についても加熱が行われ、注入パス分岐路４１内のスラリーも加熱される。
ヒータ部材２０としては、このような電気式ヒータに限らず、液体（熱媒）循環や電磁誘導等によって加熱を行うものを用いることもできる。
これらヒータ部材２０およびヒータ用電源（図示無し）によって、ヒータが構成されている。
【００３０】
さらに、ヒータブロック４０には、温度を検出する熱電対等のセンサ２２が設けられ、さらに、このセンサ２２で検出した温度に基づき、ヒータ用電源（図示無し）を制御するコントローラ（図示無し）が備えられている。
センサ２２は、コントローラ（図示無し）で、よりきめ細やかな制御を行うため、複数個を設けるのが好ましい。このため、センサ２２を、各キャビティ１３またはその直近に設けても良い。この場合も、センサ２２は、ヒータブロック４０内に設けるのが好ましい。また、複数個のキャビティ１３に対応したヒータ部材２０を一つの群（グループ）とし、これを複数群設けて、それぞれの群のヒータ部材２０をコントローラ（図示無し）で一括して制御してもよい。この場合、センサ２２は、各群に対応した複数個のキャビティ１３に対し、一つ設ければよい。
このようにして、個々のセンサ２２で検出した各部の温度に基づき、コントローラ（図示無し）でヒータ用電源（図示無し）を制御し、各ヒータ部材２０での発熱を個別に制御する。各部における温度に応じ、ヒータ部材２０での発熱を制御することにより、注入パス１４内、注入パス分岐路４１内のスラリーを加熱することで、各キャビティ１３におけるスラリー温度を均一にすることが可能となる。
【００３１】
なお、上記では、複数のヒータ部材２０は、発熱量が共通のものを用いることを前提としているが、これに限るものではなく、複数のヒータ部材２０間において、発熱量が異なる複数種のものを用いるようにしても良い。この場合、一つのヒータ用電源（図示無し）から全てのヒータ部材２０に同じ電圧を印加すると、ヒータ部材２０の種類によって発熱量が異なり、予め、臼型１９の各部の温度変動状況に基づいてヒータ部材２０の種類を選定しておくことで、臼型１９の温度分布の調整を行うことができ、しかもコントローラ（図示無し）では、すべてのヒータ部材２０を一括にコントロールし、単なるＯＮ／ＯＦＦ制御とすることも可能となる。
また、ヒータ部材２０としては、例えば電熱線の巻き線のピッチを部分的に変える等して、部位によって発熱量を変化させたものを利用することも可能である。これにより、一つのヒータ部材２０で加える熱量を、部位によって変えることができる。
【００３２】
ヒータブロック４０において、注入パス１４の近傍では、ヒータ部材２０によって加熱されたスラリーが各キャビティ１３に注入されて、材料容器１５側から新たなスラリーが送り込まれてくるたびに、温度が低下する。これに対し、注入パス１４から離れた部位、あるいはキャビティ１３が設けられた領域よりも外側の部位では、スラリーの影響をあまり受けないため、温度変動は生じにくい。
また、臼型１９で連続して複数回の成形を行うとき、成形の合間に臼型１９の表面を洗浄することがある。このような洗浄は、ブラシ３０ａを洗浄液に漬けた後、ブラシ３０ａを往復動させながら臼型１９の表面に沿って移動させる洗浄装置３０によって自動的に行うことができる。このとき、臼型１９において、洗浄を開始する側では、洗浄液によって臼型１９の温度が低下しやすいのに対し、その反対側では温度が変化しにくい。
このように、臼型１９において、温度分布が不均一になりやすいような場合等においても、臼型１９の各部に最適な温度を設定し、スラリーを加熱することで、各キャビティ１３におけるスラリー温度を均一にすることができるのである。その結果、キャビティ１３毎に脱水性に差が生じるのを抑え、最終的に得られる成形体の密度、製品重量のばらつきを小さく抑えることが可能となる。
【００３３】
上記したような構成の磁場成形装置１０では、前記のステップＳ１０６で混練されたスラリーが、材料容器１５からポンプ１６によって、注入パス１４を通り、上型１１、下型１２間の各キャビティ１３に分配・供給される。所定量のスラリーがキャビティ１３に充填されると、図示しない磁界発生コイル等によって発生させた磁界を印加しつつ、下型１２を作動させ、上型１１、下型１２により所定の圧力を加える。これによって、スラリーに含まれる水分は濾布１８を伝って外部に導き出されることで、脱水が行われつつ、所定の形状に成形がなされる。なお、磁界の印加を開始する時期は充填直前であってもよい。充填時に磁場を印加しておくことによって磁場によってフェライト粒子が凝集し、脱水が促進される。
そして、成形の完了後、上型１１を開き、下型１２より所定形状に成形された成形体を抜き出して脱型する。
【００３４】
このようにして、磁場成形するに際し、コントローラ（図示無し）の制御により、ヒータブロック４０に設けられたヒータ部材２０で注入パス１４内、注入パス分岐路４１内のスラリーを所定の温度に加熱（調整）する。この場合、センサ２２によって検出される各部の温度Ｔ１が４０℃以上となるように加熱するのが好ましい。これは、各部の温度Ｔ１が４０℃を下回るとスラリーの加熱効果が確実に表れにくいからである。また、各部の温度Ｔ１が１２０℃を超えると、キャビティ１３の内圧（すなわちスラリーの圧力）にもよるが、スラリーに含まれる水分が沸騰してしまう。したがって、各部の温度Ｔ１の上限は、１２０℃以下、より好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは８０℃以下とするのが良い。このため、センサ２２での検出値に基づき、コントローラ（図示無し）でヒータ用電源（図示無し）を制御するのが好ましい。
これにより、例えば、温度Ｔ１＝５０℃となるようにヒータ部材２０で加熱したときには、キャビティ１３内に充填されたスラリーの温度Ｔ２は４３℃、Ｔ１＝６０℃としたときにはＴ２＝４９℃等となる。
【００３５】
このように、ヒータブロック４０に設けられたヒータ部材２０で注入パス１４内、注入パス分岐路４１内のスラリーを加熱することによって、金型注入前にスラリーを加熱する場合に比較し、キャビティ１３内におけるスラリーの温度を確実に高くすることができるので、スラリーの分散媒の粘性率を低下させて脱水を良好に行うことができ、製品の歩留まりを向上させることができる。
しかも、ヒータ部材２０は、臼型１９とは別体に設けられたヒータブロック４０内に、注入パス１４とともに設けられている。臼型１９とは別体のヒータブロック４０にヒータ部材２０を設けることで、臼型１９が超硬金属等によって形成される場合であっても、ヒータ部材２０を設置するための加工を容易に行え、また臼型１９の強度には何らの影響を及ぼさないため、臼型１９の耐久性、成形精度低下を招くこともない。また、ヒータブロック４０内において、ヒータ部材２０を注入パス１４に沿って設けたことで、注入パス１４内のスラリーを効率よく加熱でき、効率の良い構造を実現している。
【００３６】
さらに、各部に最適な温度を設定し、ヒータ部材２０で加熱することで、各キャビティ１３におけるスラリー温度を均一にすることができ、キャビティ１３毎に脱水性に差が生じるのを抑え、最終的に得られる成形体の密度、製品重量のばらつきを小さく抑えることが可能となる。
上記のように、複数のキャビティ１３が形成され、さらに金型が大型のものである場合等にも、各キャビティ１３の温度を均一にできるので、最終的に得られる成形体の密度自体も均一にすることができる。さらに、季節によって周囲の雰囲気温度が変わっても、そのような変動の影響を受けにくくすることができ、常に安定した品質でフェライト磁石を製造することができる。
【００３７】
また、注入パス１４の総容積を、成形１回分のスラリーの容積と同等以上となるようにすることで、キャビティ１３で成形を行っている間、次回の成形時にキャビティ１３に供給されるスラリーを注入パス１４内で確実かつ効率良く加熱でき、上記効果を確実なものとすることができる。例えば、成形（乾燥）単重量４０ｇの製品で１６個取り（キャビティ１６個）の場合、スラリー濃度を７６％、密度を２．５９ｇ／ｃｍ３とすると、注入パス１４の容量は３２５ｃｍ３以上であることが好ましい。
なお、注入パス１４の総容積が、成形１回分のスラリーの容積に満たない場合には、材料容器１５からポンプ１６によって注入パス１４にスラリーが送り込まれる前段で、ヒータ等によってスラリーを予備加熱するのが好ましい。
【実施例１】
【００３８】
ここで、スラリーの温度とキャビティ内圧の関係を調べたのでその結果を以下に示す。
まず、図１に示したような工程で、成形用スラリーを調製した。スラリーの分散媒には水を使用した。
そして、φ３０ｍｍの円盤状のキャビティに、温度を種々変化させた前記成形用スラリーを一定条件で注入し、次いで、一定の成形条件で磁場成形を行った。磁場成形には、単一のキャビティ１３のみを有し、ヒータ部材２０、ヒータ用電源（図示無し）、センサ２２およびコントローラ（図示無し）を備えない他は、上記の磁場成形装置１０と同様の構成の装置を使用した。このとき、注入パス１４の直近かつ臼型１９の外部の、スラリーの注入経路上に設置した圧力センサで測定された最大の圧力を、キャビティ内圧として記録した。また、スラリーを注入してから２０秒後のキャビティ内のスラリーの温度を測定し、スラリー温度として記録した。キャビティ内圧はスラリーの脱水性の指標となり、数値が低いほうが脱水性がよいと言える。図５はその結果を示すものである。
この図５に示すように、キャビティ内圧は、スラリー温度が高まるにつれて低下することが確認された。
【００３９】
次いで、金型温度とキャビティ内圧の関係を調べたのでその結果を以下に示す。
まず、図１に示したような工程で、成形用スラリーを調製した。スラリーの分散媒には水を使用した。
そして調製したスラリーを用い、図３に示した磁場成形装置１０を用い、ヒータ部材２０によってヒータブロック４０の温度を、２５℃（非加熱）、４０、５０、６０、７０℃としてそれぞれ磁場成形を行い、断面略円弧状の所定形状・サイズのフェライト磁石を製造した。キャビティ内圧は前述の方法で測定した。図６はその結果を示すものである。
図６に示すように、金型温度を上昇させるほどキャビティ内圧を低減させる効果はあるが、非加熱の場合と比較して明確な効果を得るためには、金型温度が４０℃を超えることが好ましい。また、キャビティ内圧（すなわちスラリーの圧力）にもよるが、金型温度が１００〜１２０℃を超えると水が沸騰して気泡を生じるなどの問題を生じることから、金型温度は１００℃以下であることが好ましい。
金型温度を４０℃としたときのスラリー温度は３６℃であった。また、このときの分散媒（水）の粘性率を調べたところ０．７０［ｍＰａ・ｓ］であった。
図７に温度と分散媒である水の粘性率の関係を示した。水の粘性率は温度が高まるにつれて低下し、脱水性が改善される。つまり、上述の結果は分散媒（水）の粘性率が０．７０［ｍＰａ・ｓ］未満となれば、キャビティ内圧の低下が顕著になると言い換えられる。
【実施例２】
【００４０】
続いて、臼型１９に設けた複数のキャビティ１３に対し、独立して温度制御を行うことの効果を確認した。
図８に示すように、臼型１９に、所定形状を有したキャビティ１３を、各列４個、合計６列並べて設け、各列に隣接するようにヒータ部材２０を設けた。また、外部からスラリーを注入するための注入パス１４の両側にも、ヒータ部材２０を設けた。
このような臼型１９の各キャビティ１３に、注入パス１４からスラリーを注入し、一定の成形条件で磁場成形を行い、断面略円弧状の所定形状・サイズのフェライト磁石を製造した。スラリーには、実施例１と同様に調製したものを用いた。
このとき、表１に示すように、実施条件１では、コントローラ（図示無し）によりヒータ部材２０で発熱させ、各ヒータ部材２０の温度が５０℃とセンサ２２で検出されるようにした。また、比較条件１ではヒータ部材２０による加熱を行わず、磁場成形を行った。
そして、各キャビティ１３から得られた成形体の重量を計測した。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
図９、図１０は、その結果を示すものであり、臼型１９におけるキャビティ１３の位置を図８に示すように、列Ｌ１〜Ｌ６、行Ｓ１〜Ｓ４としている。また、ヒータ部材２０の位置を列Ｈ１〜Ｈ８で示している。
図９に示すように、ヒータ部材２０による加熱を行わなかった比較条件１においては、成形体の重量が最小のものを１００％とすると、１００〜１０１．７％の範囲内でバラついており、その範囲Ｒは１．７％、標準偏差σは０．５５９％となっている。さらに、列Ｌ１側から列Ｌ６側に向けて、成形体の重量が徐々に大きくなる傾向が見受けられる。これは、臼型１９において、列Ｌ１側には洗浄装置３０が設けられており、洗浄時の洗浄液の影響により、臼型１９の列Ｌ１側の温度が、列Ｌ６側に比較して大きく低下するためと考えられる。
【００４３】
一方、ヒータ部材２０による加熱を行った実施条件１においては、成形体の重量が最小のものを１００％とすると成形体の重量は１００．０〜１０１．７％、範囲Ｒは１．７％、標準偏差σは０．４４１％となり、図１０に示すように、比較条件１よりも、バラつきが小さくなっていることが確認された。これは、洗浄液の影響によって大きく温度低下が生じる列Ｌ１側が加熱されることで、その影響の度合いを小さくできるためであると考えられる。
【００４４】
しかし、実施条件１においても、列Ｌ１側から列Ｌ６側に向けて、成形体の重量が徐々に大きくなる傾向が、比較条件１ほどではないにしても見受けられる。そこで、表１に示すように、実施条件２として、ヒータ部材２０による加熱を、列Ｈ８側から列Ｈ１側に向けて、温度が高くなるようにして磁場成形を行った。その結果、成形体の重量が最小のものを１００％とすると成形体の重量は１００．０〜１０１．５％、範囲Ｒは１．５％、標準偏差σは０．３９４％であった。図１１を見れば明らかなように、列Ｌ１側から列Ｌ６側に向けて、成形体の重量が徐々に大きくなる傾向は見受けられず、温度を高くした列Ｌ１側の成形体の重量が大きくなった。
【００４５】
さらに条件を改善するため、表１に示すように、成形体の重量が大きかった列Ｌ１側のヒータ列Ｈ１の温度を若干下げるような温度条件とし、実施条件３として磁場成形を行った。
その結果、成形体の重量が最小のものを１００％とすると成形体の重量は１００．０〜１０１．０％、範囲Ｒは１．０％、標準偏差σは０．３０２％となり、バラつきも小さくなり、また、図１２に示すように、成形体の重量も平均化された。
この結果に基づき、さらに細かく、ヒータ部材２０による温度調整条件を設定することで、更なる改善が行えることが期待できる。
【００４６】
さらに、得られたフェライト磁石を検査した。その結果を図１３に示す。
この図１３に示すように、金型加熱を行った実施条件１〜３では、金型加熱を行わなかった比較条件１に比べ、横クラック（成形工程における脱水性が悪く、成形密度が低いために成形体にクラックが生じてしまう現象）、はがれ（同、成形密度が低いために臼型１９からの脱型時に成形体の表面がはがれてしまう現象）、クロカワ（同、成形密度が低いために成形体が規定寸法より小さくなることで、成形後の研磨工程で研磨されずに残ってしまう現象）といった不良が明らかに減少し、特に臼型１９の温度分布がより均等になるように改善した実施条件２、３においては、これらの不良の発生がほぼ０％になっていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施の形態におけるフェライト磁石の製造工程を示す図である。
【図２】複数のキャビティを有した成形装置に対するヒータの配置を示す図である。
【図３】成形装置の一部を示す断面図である。
【図４】複数のキャビティを有した成形装置に対するヒータの配置の他の例を示す図である。
【図５】スラリーの温度とキャビティ内圧の関係を示す図である。
【図６】金型温度とキャビティ内圧との関係を示す図である。
【図７】分散媒の温度と粘性率の関係を示す図である。
【図８】実施例２における金型の構成を示す図である。
【図９】比較条件１における、キャビティの位置と成形体重量との関係を示す図である。
【図１０】実施条件１における、キャビティの位置と成形体重量との関係を示す図である。
【図１１】実施条件２における、キャビティの位置と成形体重量との関係を示す図である。
【図１２】実施条件３における、キャビティの位置と成形体重量との関係を示す図である。
【図１３】実施例２の各条件における不良の発生率を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…磁場成形装置、１１…上型（金型）、１２…下型（金型）、１３…キャビティ、１４…注入パス、１９…臼型（金型）、２０…ヒータ部材、２２…センサ、４０…ヒータブロック（金型、ブロック部材）、４１…注入パス分岐路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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