(57)【要約】【課題】  磁場配向成形によって得られるリング状予備成形体内の磁性粉末の充填密度を、簡便な方法及び構造で全体にわたって均一にすることができるリング型焼結磁石の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】  コア１０ｄとの間に円筒状の空洞を有するダイ１０ｆの中心軸方向下方に下パンチ１０ｅを嵌合してキャビティー１０ｈを形成し、ダイ１０ｆを中心軸方向下方において弾性部材１０ｋで支持し、磁性粉末をキャビティー１０ｈに供給し、キャビティー１０ｈの中心軸方向上方に上パンチ１０ｇを嵌合し、上パンチ１０ｇをキャビティー１０ｈの中心軸方向下方に駆動して磁性粉末に圧力を加えるとともに、磁性粉末に加えた圧力により弾性部材１０ｋを変形させて、ダイ１０ｆをキャビティー１０ｈの中心軸方向下方に下降させることにより、リング状予備成形体を成形する。【選択図】        図３
2005226108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアル配向されたリング状予備成形体を成形し、上記リング状予備成形体を中心軸方向に積み重ねて焼結する工程を備えたリング型焼結磁石の製造方法において、
円筒状の空洞を有するダイの上記空洞の中心軸方向下方に円筒状の下パンチを嵌合し、さらに上記下パンチの内径にコアを嵌合してキャビティーを形成し、上記ダイを中心軸方向下方において弾性部材で支持し、磁性粉末を上記キャビティーに供給し、上記キャビティーの中心軸方向上方に上パンチを嵌合し、上記上パンチを上記キャビティーの中心軸方向下方に駆動して上記磁性粉末を加圧し、上記加圧によって発生する上記ダイを押し下げる圧力で上記弾性部材を変形させて、上記ダイを上記キャビティーの中心軸方向下方に下降させることにより、上記リング状予備成形体を成形することを特徴とするリング型焼結磁石の製造方法。
【請求項２】
ラジアル配向されたリング状予備成形体を成形し、上記予備成形体を中心軸方向に積み重ねて焼結するリング型焼結磁石の製造装置において、
円筒状の空洞を有するダイ、上記空洞の中心軸方向下方に嵌合する円筒状の下パンチ、上記下パンチの内径に嵌合するコア、上記ダイを中心軸方向下方において支持する弾性部材、及び上記空洞と上記下パンチで形成されるキャビティーに供給した磁性粉末を、上記キャビティーの中心軸方向上方から加圧するための上パンチを有する金型を備え、上記上パンチを上記キャビティーの中心軸方向下方に駆動して上記磁性粉末に圧力を加えて上記リング状予備成形体を成形することを特徴とするリング型焼結磁石の製造装置。
【請求項３】
上記弾性部材は、シリコーンゴムまたはシリコーンゲルであることを特徴とする請求項２記載のリング型焼結磁石の製造装置。
【請求項４】
上記弾性部材がリング状であることを特徴とする請求項２記載のリング型焼結磁石の製造装置。
【請求項５】
上記弾性部材が柱状であり、上記キャビティーの中心軸を中心とした円上に等ピッチで配置されていることを特徴とする請求項２記載のリング型焼結磁石の製造装置。
【請求項６】
上記金型を搬送可能な搬送金型とし、
上記搬送金型を複数個、順次、
上記キャビティ内に上記磁性粉末を供給・充填する給粉・充填ユニット、
上記キャビティ内の上記磁性粉末に上記キャビティーの中心軸と直交する方向に磁場をかけながら加圧し、ラジアル配向されたリング状予備成形体を成形する磁場成形ユニット、
上記リング状予備成形体を上記搬送金型から抜き出す脱型ユニット、
上記搬送金型から抜き出したリング状予備成形体をその軸方向に複数段に積層する段積みユニット、
へ搬送し、上記各ユニットにおける工程を実施できるようにしたことを特徴とする請求項２記載のリング型焼結磁石の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータの回転子等に用いられるリング型焼結磁石の製造方法及び製造装置に関し、特に軸方向に長尺の磁石を得るためのものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、小型モータに多用されているラジアル異方性リング型焼結磁石を磁場配向成形するにあたって、軸方向に長い円筒状の磁石を成形する場合、配向磁場強度が十分に得られず、磁性粉末の配向率が低下し、高い磁気特性が得られないという問題点がある。
【０００３】
この問題点を解決するために、磁場配向できる軸長を有するリング状予備成形体を磁場配向成形し、その成形体を軸方向に必要数積み重ねる（以下、段積みという）ことにより所要の軸長の成形体を形成し、その成形体を焼結、時効処理した後、加工、表面処理することにより、ラジアル異方性リング型焼結磁石が製造される。
【０００４】
リング状予備成形体を磁場配向成形する場合、成形金型のキャビティーに充填された磁性粉末は軸方向に上下パンチにより加圧されて圧縮成形されるが、通常、上パンチによって一方向から加圧されるために、成形加圧の方向（軸方向の上部と下部）に磁性粉末の充填密度の差が生じる。
【０００５】
このように充填密度差が生じたリング状予備成形体を段積みし、焼結した場合、焼結によって充填密度の差は解消されるものの、予備成形体の軸方向の上部と下部における焼結時の収縮率（収縮量）に差が生じ、焼結後のリング状成形体には、変形が生じるだけでなく、段積みした上段と下段との間に歪みが生じて、割れが発生したり、上段と下段間の剥離が生じたりする。
【０００６】
そこで、粉末成形プレス装置の駆動源にサーボモータを使用し、精度よく上下パンチを動かして、軸方向の二方向から成形体を加圧することにより、成形体内の密度差を小さくする成形方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、粉末成形に際して、上パンチの動きに合わせてダイを油圧装置で下降させることにより、軸方向の二方向から成形体を加圧するような効果を発揮させ、成形体内の密度差を小さくする成形方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−９２２９９号公報（第３−４頁、図１−４）
【特許文献２】特開２０００−２９０７０２号公報（第３−４頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、従来の成形方法では、サーボモータあるいはダイを動かすための油圧装置といった駆動源が必要になり、成形装置が大掛かりになり、また、制御も複雑になるという問題がある。
【００１０】
この発明は上記のような問題を解消するためになされたもので、磁場配向成形によって得られるリング状予備成形体内の磁性粉末の充填密度を、簡便な方法及び構造で全体にわたって均一にすることができるリング型焼結磁石の製造方法及び製造装置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】
この発明に係るリング型焼結磁石の製造方法は、ラジアル配向されたリング状予備成形体を成形し、上記リング状予備成形体を中心軸方向に積み重ねて焼結する工程を備えたリング型焼結磁石の製造方法において、
円筒状の空洞を有するダイの上記空洞の中心軸方向下方に円筒状の下パンチを嵌合し、さらに上記下パンチの内径にコアを嵌合してキャビティーを形成し、上記ダイを中心軸方向下方において弾性部材で支持し、磁性粉末を上記キャビティーに供給し、上記キャビティーの中心軸方向上方に上パンチを嵌合し、上記上パンチを上記キャビティーの中心軸方向下方に駆動して上記磁性粉末を加圧し、上記加圧によって発生する上記ダイを押し下げる圧力で上記弾性部材を変形させて、上記ダイを上記キャビティーの中心軸方向下方に下降させることにより、上記リング状予備成形体を成形するものである。
【００１２】
また、この発明に係るリング型焼結磁石の製造装置は、ラジアル配向されたリング状予備成形体を成形し、上記予備成形体を中心軸方向に積み重ねて焼結するリング型焼結磁石の製造装置において、
円筒状の空洞を有するダイ、上記空洞の中心軸方向下方に嵌合する円筒状の下パンチ、上記下パンチの内径に嵌合するコア、上記ダイを中心軸方向下方において支持する弾性部材、及び上記空洞と上記下パンチで形成されるキャビティーに供給した磁性粉末を、上記キャビティーの中心軸方向上方から加圧するための上パンチを有する金型を備え、上記上パンチを上記キャビティーの中心軸方向下方に駆動して上記磁性粉末に圧力を加えて上記リング状予備成形体を成形するものである。
【発明の効果】
【００１３】
上記この発明に係るリング型焼結磁石の製造方法及び製造装置によれば、簡単な構造及び構成で、磁性粉末を磁場成形して得られるリング状予備成形体内の密度差を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明のリング型焼結磁石の製造装置で成形し、焼結して得られるリング型焼結磁石の例を示す斜視図、図２は、この発明の実施の形態１におけるリング型焼結磁石の製造装置の構成を示す平面図、図３は、図２における搬送金型の構成を示し、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）はＡ−Ａ断面図、図４は、ダイ及び下パンチ側の構成を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）であり、図４（ａ）は一部図４（ｂ）のＡ−Ａ断面を示している。
【００１５】
図１に示したように、この発明のリング型焼結磁石の製造装置で成形し、製造するリング型焼結磁石１は、円筒状に成形したリング状予備成形体１ａを中心軸方向に積層し、焼結・時効処理、加工、表面処理して得られるものである。
【００１６】
このように、短軸のリング状予備成形体１ａを積層し、焼結したリング型焼結磁石１は、リング状予備成形体１ａ間の境界部における磁気特性の劣化が小さくなるため、総磁束量が大きなリング磁石とすることができる。
【００１７】
この実施の形態１におけるリング型焼結磁石の製造装置は、図２に示したように、搬送金型１０を搬送するベルトコンベア２と、搬送金型１０のリング状キャビティ内に、磁性粉末を計量して供給し充填する給粉・充填ユニット３と、磁性粉末が充填された搬送金型１０におけるキャビティ内の磁性粉末を加圧するための上パンチが加圧成形できる状態にセットするパンチセットユニット４と、上パンチがセットされ、加圧成形できる状態になった搬送金型１０の磁性粉末を磁場中で加圧成形する磁場成形ユニット５と、磁場中で加圧成形されたリング状予備成形体を搬送金型１０から抜き出すための脱型ユニット６と、抜き出されたリング状予備成形体に付着する余分な磁性粉末を取り除くための成形体脱粉ユニット７と、磁場加圧成形されたリング状予備成形体を積み重ねるための段積みユニット８と、搬送金型１０に付着した磁性粉末を除去し、搬送金型１０を搬送状態にセットする金型脱粉／金型セットユニット９とを備え、各ユニットにおける工程が連続的に実行できるようにしている。
【００１８】
図３及び図４に示したように、搬送金型１０は、ベルトコンベア２上を移動するパレット１０ａと、下金型部分を保持する第１のホルダー１０ｂと、柱状のコア１０ｄと、下パンチ１０ｅと、中心にコア１０ｄを配し、下パンチ１０ｅとコア１０ｄとで磁性粉末が供給されるキャビティ１０ｈを形成するダイ１０ｆと、下パンチ１０ｅの台座部分に載置され、ダイ１０ｆを支持する弾性部材１０ｋと、第２のホルダー１０ｊと、第２のホルダー１０ｊに保持された上パンチ１０ｇとを備えている。
【００１９】
弾性部材１０ｋには、ゴム硬度が１〜２０のシリコーンゴムまたはシリコーンゲルを好適に用いることができる。
【００２０】
パレット１０ａと第１及び第２のホルダー１０ｂ，１０ｊ、第１のホルダー１０ｂと下パンチ１０ｅ、及び下パンチ１０ｅとダイ１０ｆは、それぞれ位置決めピンによる位置決め機構で位置及び方向を規制している。
【００２１】
このように位置決め機構を設けることによって、パレット上での金型部品のセット（上パンチのコア、ダイへの挿入等）、搬送金型１０を磁場成形ユニット５へ移送する際の位置決めが容易に行われる。
【００２２】
図５は、給粉・充填ユニットの構成及びその動作を説明する断面図である。図５（ａ）は磁性粉末の計量工程、図５（ｂ）、（ｃ）は搬送金型１０への給粉工程である。
【００２３】
給粉・充填ユニット３は、図２に示したように、磁性粉末を計量する計量機構３ｄと、計量され容器３ｃに採取された磁性粉末１１を搬送金型１０の位置まで搬送する搬送機構３ｅとを備えている。また、図５に示したように、給粉・充填ユニットは、容器３ｃを回転させて傾ける回転機構３ｆと、容器３ｃ内の磁性粉末１１をキャビティ１０ｈ内に導くための給粉治具３ａと、給粉治具３ａを振動させる振動子等からなる振動機構３ｂとを備えている。
【００２４】
搬送金型１０が給粉・充填ユニットに搬送されると、図５（ａ）の磁性粉末の計量工程では、振動フィーダと重量計を用いて一定重量の磁性粉末１１を計量しながら容器３ｃに収納する。磁性粉末としては、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｂを含むネオジ磁石合金の微粉末を用いる。
【００２５】
図５（ｂ）、（ｃ）の給粉工程では、磁性粉末１１を搬送金型１０のキャビティ１０ｈに導くロート状の給粉治具３ａとキャビティ１０ｈに供給した磁性粉末を攪拌する羽根状治具（図示せず）を搬送治具１０のダイ１０ｆ上にセットした後、磁性粉末１１を収納した容器３ｃをロート状の給粉治具３ａの位置まで移動し、容器３ｃを回転させて傾け、容器３ｃ内の磁性粉末１１をロート状の給粉治具３ａへ移す。さらに、容器３ｃにノッカーで衝撃を加え、容器３ｃ内の磁性粉末１１を残りなくロート状の給粉治具３ａへ移す。さらに、ロート状の給粉治具３ａに振動機構３ｂで振動を加えて給粉治具３ａ上の全ての磁性粉末をキャビティ１０ｈ内に移し、上記羽根状治具の羽根を回転させてキャビティ１０ｈ内の磁性粉末１１をかき混ぜながら羽根を上昇させて、キャビティ内に磁性粉末１１を充填する。
【００２６】
上記羽根状治具の羽根を回転させてキャビティ内の磁性粉末１１をかき混ぜながら羽根を上昇させてキャビティ内に磁性粉末１１を充填することによって、キャビティ内の磁性粉末中にある空洞あるいは磁性粉末のブリッジが壊されて、キャビティ中に磁性粉末が均一に充填される。
【００２７】
図６は、パンチセットユニットの構成及び動作を説明する断面図である。同図に示したように、パンチセットユニットは、上パンチ１０ｇをキャッチングするハンド４ａと、ハンド４ａを昇降させ、キャッチングした上パンチ１０ｇを移動させる移動機構を備えている。
【００２８】
パンチセットユニットによって、上パンチ１０ｇでキャビティ内の磁性粉末を加圧できる状態に搬送金型をセットすることができる。
【００２９】
キャビティに磁性粉末が充填されると、図６（ａ）のように、パレット１０ａがパンチセットユニット４のステージに搬送され、規定位置で位置決めされ、図６（ｂ）のように、ハンド４ａが下降し、上パンチ１０ｇをキャッチングし、図６（ｃ）のように、ハンド４ａは上パンチ１０ｇを持ち上げて、図６（ｄ）のように、下型の方へ移動し、下降して上パンチ１０ｇをコア１０ｄに挿入し、上パンチ１０ｇを放し、上パンチ１０ｇはキャビティに嵌り合う。コア１０ｄの上端部の直径は、キャビティ内における直径より０．２ｍｍ小さく、３゜のテーパが付与されているので、パンチ挿入時にパレットとハンド４ａの位置に、０．１ｍｍ未満のずれがあっても、コア１０ｄにパンチ１０ｇが挿入できないといった不良は発生しない。次に、ハンド４ａは上パンチ１０ｇを放した後、上昇し元の位置に移動する。
【００３０】
図７は、磁場成形ユニットの構成及び動作を説明する断面図、図８は、加圧子の構造を示す断面図、図９は、バックコアの構成を示す平面図（ａ），（ｃ）及びＡ−Ａ断面図（ｂ）、Ｂ−Ｂ断面図（ｄ）、図１０は、圧縮成形工程における各金型部品の動作を説明する断面図である。
【００３１】
図２に示したように、磁石成形装置は、上パンチ１０ｇがセットされた搬送金型１０をベルトコンベア２上のパレット１０から磁場成形ユニット５に移載し、磁場成形後にベルトコンベア２上のパレット１０ａに戻す移載機構５ｈを有する。図７に示したように、磁場成形ユニット５は、磁性粉末を配向させるための配向磁場を発生する電磁コイル５ａ（フレームに固定されている）と、上側電磁コイル５ａ及び上パンチ１０ｇを加圧する加圧子５ｃを昇降させる圧縮成形機構５ｂと、上側電磁コイル５ａ及び圧縮成形機構を含む上側フレームを昇降させる上下駆動機構と、リング状弾性部材５ｊと、図示していないエアシリンダによって駆動されてダイ１０ｆと接触するバックヨーク５ｄとを備えている。
【００３２】
図８に示したように、加圧子５ｃは、上パンチを加圧するパンチ加圧部５ｅと、パンチ加圧部５ｅ内部へくぼむように動く可動ロッド５ｆと、可動ロッド５ｆの背面とパンチ加圧部５ｅ内面との間にあり、可動ロッド５ｆをコア１０ｄに押し付けるバネ５ｇを備えている。
【００３３】
また、図９に示したように、バックヨーク５ｄはダイ１０ｆの外径に嵌り合う半円状の凹部を有する一つの強磁性体である。バックヨーク５ｄは、その厚みの中心がダイ１０ｆの厚みの中心位置と一致するように設置され、ダイ１０ｆの方向に移動して当接する。
【００３４】
搬送金型１０がパンチセットユニット４からベルトコンベア２で磁場成形ユニット５へ搬送されると、図７（ａ）に示したように、金型部が、第１のホルダー１０ｂとともに移載機構５ｈ（図２参照）でパレット１０ａから磁場成形ユニット５の成形部に移載される。
【００３５】
次に、図７（ｂ）に示したように、上下駆動機構が作動し、電磁コイル５ａ及び加圧子が下降し、上側及び下側フレーム同士がチャッキング機能によって固定されると共に、ダイ１０ｆの両側からバックヨーク５ｄが移動し、ダイ１０ｆの外周に密着する。また、加圧子５ｃがさらに下降し、上パンチ１０ｇが加圧され、図７（ｃ）に示したように、電磁コイル５ａに電流が流されて配向磁場が発生し、配向磁場が掛けられた状態で、上パンチ１０ｇがキャビティ内の磁性粉末を圧縮成形するとともに、成形体がラジアル配向される。圧縮成形圧力は１０〜１００ＭＰａ、好ましくは３０〜４０ＭＰａとし、配向磁界は１Ｔ以上にする。
【００３６】
圧縮成形の工程においては、図１０（ａ）に示したように、磁性粉末１１の圧縮成形が開始され、図１０（ｂ）に示したように、上パンチ１０ｇによってキャビティー内の磁性粉末１１が徐々に圧縮される。さらに圧縮成形の工程が進行し、キャビティー内の磁性粉末１１を加圧する圧力が大きくなると、その圧力がダイ１０ｆの内壁面に伝わり、ダイ１０ｆを下方へ押し下げる力が発生し、図１０（ｃ）に示したように、ダイ１０ｆを支持している弾性部材１０ｋが弾性変形してダイ１０ｆが下方へ押し下げられる。圧縮成形完了時には、さらに弾性部材１０ｋが弾性変形して、図１０（ｃ）に示したように、ダイ１０ｆが下降する。
【００３７】
このように、キャビティー内の磁性粉末の圧縮に従ってダイ１０ｆが下降するので、下パンチ１０ｅは、ダイ１０ｆと相対的には上昇して磁性粉末を加圧することになり、上パンチ１０ｇと下パンチ１０ｅの両方向から加圧しているのと同等の効果が得られ、圧縮成形により得られたリング状予備成形体内における磁性粉末の密度差が小さくなる。
【００３８】
弾性部材１０ｋは、リング状にしているので、キャビティー１０ｈの中心位置に弾性部材１０ｋの中心位置を合わせる位置合わせが容易になる。
【００３９】
また、図１１の断面図に示すように、弾性部材１０ｋの下面に凹形状の溝１０ｎを設け、下パンチ１２ｅの台座部表面に弾性部材１０ｋの凹形状の溝１０ｎと嵌合する凸形状部を設けることによって、下パンチ１０ｅと弾性部材１２ｋとが位置決めされ、キャビティー１０ｈの中心と弾性部材１０ｋの中心との位置合わせがさらに容易になる。
【００４０】
図１２は、ラジアル配向における磁束の状態を示す断面図である。上側のコイル５ａで発生した磁界は、磁束となって強磁性体である加圧子５ｃを通って、同じく強磁性体である可動ロッド５ｆに入り、下側のコイル５ａで発生した磁界は、強磁性体であるホルダー１０ｂを通ってコア１０ｄに入る（図６参照）。下パンチ１０ｅ及び上パンチ１０ｇは非磁性体である。
【００４１】
図１２に示したように、破線矢印で示す磁束は、強磁性体である可動ロッド５ｆ及びコア１０ｄを通って、強磁性体であるダイ１０ｆのキャビティ１０ｈを中心軸と垂直な方向に通り、キャビティ１０ｈ内にラジアル配向磁場が形成される。
【００４２】
ラジアル配向されたリング状予備成形体は金型部及びホルダーとともにパレット１０ａ上に移載機構５ｈによって戻される。
【００４３】
図１３は、脱型ユニットの構成を示す断面図（ａ）及びＡ−Ａ線の矢印方向から見た平面図（ｂ）である。同図に示したように、脱型ユニットは、リング状予備成形体１３を加圧するエアシリンダ６ａ及び上パンチ突き当て部６ｄで構成される成形体加圧機構と、ダイ１０ｆを上方に押し上げるテーブル６ｃ及びエアシリンダ６ｂ等からなるダイ押し上げ機構とを備えている。
【００４４】
図１４は、脱型ユニットにおける動作を説明するための断面図である。図１４（ａ）に示したように、ラジアル配向されたリング状予備成形体を含む搬送金型をのせたパレット１０ａは、ベルトコンベア２によって脱型ユニット６に搬送され規定の位置で停止する。エアシリンダ６ａがパレット１０ａを持ち上げ、上パンチ１０ｇが上パンチ突き当て部６ｄに当たり、リング状予備成形体１３が加圧される。加圧力は０．１〜１ＭＰａとする。
【００４５】
次に、図１４（ｂ）に示したように、エアシリンダ６ｂが作動し、テーブル６ｃがダイ１０ｆを持ち上げ、リング状予備成形体１３がダイ１０ｆから抜き出される。ここで、エアシリンダ６ｂの代わりに、油圧シリンダまたはモータを駆動源として用いてもよい。油圧シリンダまたはモータを用いた場合、一定速度でリング状予備成形体をダイから抜き出すことができるので、リング状予備成形体の損傷の確率を低くすることができる。
次に、図１４（ｃ）に示したように、エアシリンダ６ａが下降し、パレット１０ａがベルトコンベア２上に乗る。ベルトコンベア２によって、パレット１０ａは、テーブル６ｃに支持されたダイ１０ｆが下降したときにパレット１０ａ上に置かれた第２のホルダー１０ｊに載置される位置まで移動し、図１４（ｄ）に示したように、テーブル加圧シリンダ６ｂが作動し、テーブル６ｃが下降して第２のホルダー１０ｊ上にダイ１０ｆが載置される。
【００４６】
リング状予備成形体１３を搬送金型１０から抜き出す過程において、搬送金型１０から抜き出されたリング状予備成形体１３の上部と搬送金型１０内にあるリング状予備成形体１３の下部との間には内部応力差があるため、リング状予備成形体の上部と下部の境界にクラックが生じやすいが、この脱型ユニットにおいては、リング状予備成形体１３が加圧された状態でダイ１０ｆから成形体１３を抜き出すので、リング状予備成形体１３の上面と下面との間の内部応力差が小さくなり、クラックの発生が防止される。
【００４７】
図１５及び図１６は、成形体脱粉ユニットの構成及び動作を説明する断面図である。同図に示したように、成形体脱粉ユニットは、テーブル７ａ及びテーブル７ａを昇降させるエアシリンダ７ｂからなる昇降機構と、窒素ガスを噴射するノズル７ｃと、磁性粉を吸入し集塵機に回収するための吸塵ダクト７ｄとを備えている。
【００４８】
成形体脱粉ユニットで、リング状予備成形体１３の余分な磁性粉末を除去することによって、次工程の段積みにおいて、リング状予備成形体１３間にギャップが生じてリング状予備成形体１３が傾いたり、加圧によって破損したりするのを防止することができる。
【００４９】
図１５（ａ）に示したように、ダイが抜き取られたリング状予備成形体１３は、ベルトコンベア２で成形体脱粉ユニットに移送され規定の位置で停止し、エアシリンダ７ｂが作動しテーブル７ａが上昇し、図１５（ｂ）に示したように、下コア１０ｅはテーブル７ａに支持されて上昇し、リング状予備成形体１３はコア１０ｄから抜き出される。なお、この時、上パンチ１０ｇも同時に抜き出され、第２のホルダー１０ｊ（図３参照）に載置される。
【００５０】
図１６（ａ）の状態から、図１６（ｂ）に示したように、コア１０ｄからリング状予備成形体１３を抜き出す過程において、コアに付着した磁性粉末がリング状予備成形体１３の上面で掻き取られ、内径部に付着する。リング状予備成形体１３の上面が若干コア１０ｄから突出した時に、図１６（ｃ）に示したように、ノズル７ｃから窒素ガスを噴出してリング状予備成形体１３表面に付着する磁性粉末を吹き飛ばし、吸塵ダクト７ｄで吸引する。その後、図１６（ｄ）に示したようにコア１０ｄからリング状予備成形体１３を抜き出す。
【００５１】
図１７、図１８及び図１９は、段積みユニットの構成及び動作を説明するための断面図である。同図に示したように、段積みユニットは、リング状予備成形体１３をチャッキングする機構としてのハンド８ａと、リング状予備成形体１３を積層するテーブル８ｂと、図示していないが、ハンド８ａを位置決めし、昇降させ、移動させる機構と、テーブル８ｂを回転させるモータ等の回転機構とを備えている。
【００５２】
図１７（ａ）に示したように、ハンド８ａをコア１０ｄから抜き出されたリング状予備成形体１３の直上に移動させ、図１７（ｂ）に示したように、ハンド８ａを下降させてリング状予備形体１３をハンド８ａでチャッキングする。チャッキング力は０．１〜４Ｎとする。
【００５３】
次に、ハンド８ａを上昇させ、図１８（ａ）に示したように、ハンド８ａをその中心がテーブル８ｂの回転中心の直上となるように移動させ、図１８（ｂ）に示したように、ハンド８ａを下降させてリング状予備形体１３をテーブル８ｂに載置する。この時、リング状予備成形体１３の中心はテーブル８ｂの回転中心と一致する。
【００５４】
さらに、同様にして、図１９（ａ）及び（ｂ）に示したように、１段目のリング状予備成形体１３の上に２段目及び３段目のリング状予備成形体１３を積層し、この積層工程を繰り返して必要な段数だけリング状予備成形体１３を積層する。
【００５５】
リング状予備成形体１３の高さにばらつきが生じ、高さが高くなると段積みの際に不要な圧力がリング状予備形体１３に加わり、リング状予備成形体１３が押しつぶされ、高さが低くなるとハンド８ａが空中でリング状予備成形体１３を放し、落下の衝撃で破壊するといったことが生じるが、この実施の形態では１回に成形されるリング状予備成形体１３の重量は、図２に示した給粉・充填ユニット３の磁性粉末の計量工程で一定量に計量されているので、リング状予備成形体１３の高さは一定になり、段積みの際にリング状予備成形体１３に不要な力が加わったり、衝撃力が加わったりすることはない。
【００５６】
段積み工程が終了すると、搬送金型１０ｂ，１０ｄ，１０ｅは移載機構１２によってパレット上に戻され、次の工程を行う金型脱粉／金型セットユニットに搬送される。
【００５７】
金型脱粉／金型セットユニットは、搬送金型１０に付着した磁性粉末を除去する除粉機構と、給粉・充填ユニットにおいて磁性粉末を供給でき、初期の状態に搬送金型の各部をセットするセット機構とを備えている。
【００５８】
除粉機構は、窒素ガスを搬送金型の各部に噴射することができるノズル（各部に移動させる機構を有する）と、窒素ガスによって吹き飛ばされた磁性粉末を吸引し、集塵するための吸引機構とを有する。
【００５９】
除粉機構及びセット機構によって、次サイクルの成形及び段積みまでの工程を円滑に行うことができる。
【００６０】
セット機構は、積層工程終了後には、図３に示した第２のホルダー１０ｊ上に載置されているダイ１０ｆを、持ち上げて第１のホルダー１０ｂに載置されている下パンチ１０ｅ上に移動させる機構である。
【００６１】
リング状予備成形体１３が段積みされた成形体は、焼結・熱処理炉へ移され、所定の温度で焼結・熱処理をした後、必要に応じて仕上げ加工を施し、第１図に示したリング型焼結磁石１を得る。
【００６２】
図２０は、この実施の形態１の製造方法で得られたリング状予備成形体と、そのリング状予備成形体を焼結した後の状態とを、従来の場合と比較して示す断面図であり、図２０（ａ）はリング状予備成形体を段積みした状態、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のリング状予備成形体を焼結した後の状態を示し、図２０（ｃ）は従来のリング状予備成形体を段積みした状態、図２０（ｄ）及び（ｅ）は、図２０（ｃ）の従来のリング状予備成形体を焼結した後の状態を示している。なお、図２０（ｅ）はリング状予備成形体の上下方向を交互に逆にして段積みした場合を示している。
【００６３】
図２０（ｂ）に示したように、この実施の形態１の製造方法によれば、焼結後において均一に収縮した状態が得られ、寸法精度の高いリング型焼結磁石得られる。一方、図２０（ｄ）及び（ｅ）に示したように、従来のリング状予備成形体においては、リング状予備成形体の上下で焼結時の収縮率の差が現れ、寸法精度も悪くなる。
【００６４】
以上に述べたように、この実施の形態１におけるリング型磁石の製造装置によれば、下パンチ１０ｅの台座上にダイ１０ｆを支持する弾性部材１０ｋを設け、キャビティー内の磁性粉末の圧縮に従ってダイ１０ｆが下降するようにしたので、上パンチ１０ｇと下パンチ１０ｅの両方向から加圧しているのと同等の効果が得られ、圧縮成形により得られたリング状予備成形体内における磁性粉末の充填密度差が小さくなり、寸法精度の高いリング型焼結磁石得られ、また、段積みしたリング状予備成形体間において焼結時の収縮率が不連続になる部分がないので、割れ、クラックあるいは剥離といった焼結不良が発止しないようにすることができる。
【００６５】
また、複数個の搬送金型１０をベルトコンベア２を用いて、同時にベルトコンベア２の各所に設けられた各ユニットで短いリング状予備成形体を製作するプロセスを処理し、必要な個数のリング状予備成形体を段積み（積層）するので、タクトタイムが短くなり、寸法精度の高いリング型焼結磁石を生産性よく製造することができる。
【００６６】
実施の形態２．
図２１は、この発明の実施の形態２を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）であり、ダイ及び下パンチ側の構成を示し、図２１（ａ）は、一部図２１（ｂ）のＡ−Ａ断面を示している。
【００６７】
図２１に示したように、コア１０ｄ及びダイ１０ｆの中心軸を中心とした円上に、円柱状の弾性部材１０ｋが等ピッチで配置されている。下パンチ１０ｅの台座には弾性部材１０ｋの径より若干大きな径の孔１０ｍが設けられており、円柱状の弾性部材１０ｋは、第１のホルダー１０ｂ上に載置された下パンチ１０ｅの台座に設けた孔１０ｍ内に挿入され、ダイ１０ｆを支持している。
【００６８】
図２２は、実施の形態２の圧縮成形工程における各金型部品の動作を説明する断面図である。図２２（ａ）に示したように、磁性粉末１１を加圧する前に配向磁場が掛けられ、配向磁場が掛けられた状態で圧縮成形が開始される。図２２（ｂ）に示したように、上パンチ１０ｇによってキャビティー内の磁性粉末１１が徐々に圧縮される。さらに圧縮成形の工程が進行し、キャビティー内の磁性粉末１１を加圧する圧力が大きくなると、その圧力がダイ１０ｆの内径面に伝わり、ダイ１０ｆを下方へ押し下げる力が発生し、図２２（ｃ）に示したように、ダイ１０ｆを支持している弾性部材１０ｋが弾性変形してダイ１０ｆが下方へ押し下げられる。圧縮成形完了時には、さらに弾性部材１０ｋが弾性変形して、図２２（ｄ）に示したように、ダイ１０ｆが下降する。
【００６９】
このように、キャビティー内の磁性粉末の圧縮に従ってダイ１０ｆが下降するので、上パンチ１０ｇと下パンチ１０ｅの両方向から加圧しているのと同等の効果が得られ、圧縮成形により得られたリング状予備成形体内における磁性粉末の充填密度差が小さくなる。
【００７０】
この実施の形態２におけるリング型磁石の製造装置によれば、下パンチ１０ｅの台座にダイ１０ｆを支持する弾性部材１０ｋを設け、キャビティー内の磁性粉末の圧縮に従ってダイ１０ｆが下降するようにしたので、上パンチ１０ｇと下パンチ１０ｅの両方向から加圧しているのと同等の効果が得られ、圧縮成形により得られたリング状予備成形体内における磁性粉末の充填密度差が小さくなり、寸法精度の高いリング型焼結磁石得られ、また、リング状予備成形体間において、焼結時の収縮率が不連続になる部分がないので、割れ、クラックあるいは剥離といった焼結不良が発止しないようにすることができる。
【００７１】
また、弾性部材１０ｋを円柱状にしたので、弾性部材１０ｋの大きさ及び数をかえることによって、上パンチ１０ｇの加圧力（ストローク）と弾性部材１０ｋの圧縮量（ダイのストローク）とを容易に合わせることができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
この発明のリング型焼結磁石の製造方法及び製造装置は、モータ等の回転電機のロータの製造に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明の実施の形態１におけるリング型磁石の円筒状成形体を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるリング型焼結磁石の製造装置の構成を示す平面図である。
【図３】図２における搬送金型の構成を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図４】ダイ及び下パンチ側の構成を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図５】給粉・充填ユニットの構成及びその動作を説明する断面図である。
【図６】パンチセットユニットの構成及び動作を説明する断面図である。
【図７】磁場成形ユニットの構成及び動作を説明する断面図である。
【図８】加圧子の構造を示す断面図である。
【図９】バックコアの構成を示す平面図（ａ），（ｃ）及びＡ−Ａ断面図（ｂ），（ｄ）である。
【図１０】圧縮成形工程における各金型部品の動作を説明する断面図である。
【図１１】弾性部材に位置決めのための溝を設けた例を示すは断面図である。
【図１２】ラジアル配向における磁束の状態を示す断面図である。
【図１３】脱型ユニットの構成を示す断面図（ａ）及びＡ−Ａの矢印方向から見た平面図（ｂ）である。
【図１４】脱型ユニットにおける動作を説明するための断面図である。
【図１５】成形体脱粉ユニットの構成及び動作を説明する断面図である。
【図１６】成形体脱粉ユニットの構成及び動作を説明する断面図である。
【図１７】段積みユニットの構成及び動作を説明するための断面図である。
【図１８】段積みユニットの構成及び動作を説明するための断面図である。
【図１９】段積みユニットの構成及び動作を説明するための断面図である。
【図２０】実施の形態１の製造方法で得られたリング状予備成形体と、そのリング状予備成形体を焼結した後の状態とを、従来の場合と比較して示す断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態２を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図２２】実施の形態２の圧縮成形工程における各金型部品の動作を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  リング型焼結磁石、１ａ，１ｂ，１３  リング状予備成形体、
２  ベルトコンベア、３  給粉・充填ユニット、３ａ  給粉治具、３ｂ  振動機構、
３ｃ  容器、３ｄ  計量機構、３ｅ  搬送機構、４  パンチセットユニット、
４ａ，８ａ  ハンド、５  磁場成形ユニット、５ｅ  パンチ加圧部、５ｆ  可動ロッド、
５ｇ  バネ、５ｈ  移載機構、５ｊ  リング状弾性部材、６  脱型ユニット、
６ａ，６ｂ，７ｂ  エアシリンダ、６ｃ，７  成形体脱粉ユニット、７ａ  テーブル、
７ｃ  ノズル、７ｄ  吸塵ダクト、８  段積みユニット、８ｂ  テーブル、
９  金型脱粉／金型セットユニット、１０  搬送金型、１０ａ  パレット、
１０ｂ  第１のホルダー、１０ｄ  コア、１０ｅ  下パンチ、１０ｆ  ダイ、
１０ｇ  上パンチ、１０ｈ  キャビティー、１０ｊ  第２のホルダー、
１０ｋ  弾性部材、１０ｍ  孔、１０ｎ  溝、１１  磁性粉末。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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