專利名稱：環(huán)形磁石及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明是關于用于發(fā)動機的轉子等的環(huán)形磁石，特別是關于為了得到在軸方向的長磁石的結構以及其制造方法。
背景技術：
過去，作為環(huán)狀永久磁石制造方法，就是在模具的模腔中填充磁石材料成型用粉末，邊通過在模具的周圍設置的一對線圈向該磁石材料成型用粉末施加磁場進行定向，邊進行沖壓加工。模具，在由模芯、下沖模、插入了模芯以及下沖模的模而構成的下型上形成模腔，與模以及下沖模相對配置的上沖模對模腔內的磁性粉末進行加壓。
該成型方法中，在磁場成型多用于小型發(fā)動機中的徑向環(huán)形磁石之際，在成型軸方向為長的圓筒狀的磁石的情況下，存在不能得到足夠的定向磁場強度，磁性粉末的定向率低下，無法得到高磁性的問題。
在徑向定向環(huán)形磁石時，通常，由于通過把磁性粉末成型為環(huán)狀的模具的模芯的磁通與通過模的內徑的磁通相等，設環(huán)形磁石的內徑(模具的模芯徑)為Di，環(huán)形磁石的外徑(模具的模內徑)為Do，環(huán)形磁石的高(模的高)為H，通過模具的模芯的磁通密度為Bc，通過模內徑的磁通為Bd，則下式(1)的關系成立。
2×π/4×Di2×Bc＝π×Do×H×Bd...(1)模具的模芯使用了S45C等鋼材時，由于該鋼材的飽和磁通密度為1.5T左右，所以設上式(1)中Bc＝1.5、磁場定向所必要的磁場大于等于1.0T，則Bd＝1.0T，能夠磁場定向成型的環(huán)形磁石的高度H為下式(2)。
H＝3Di2/4Do...(2)在磁場成型環(huán)形磁石時，環(huán)形磁石的軸長超過上式(2)的H的值的話，就產(chǎn)生定向性低下的問題。因此，過去都是制造上式(2)的H值以下的短軸長的環(huán)形磁石，再將其用粘合劑等粘接，來制造需要的軸長的環(huán)形磁石。
另外，例如，如特開平9-233776號公報所公開的，提議了一種在模具內層疊能夠磁場成型范圍的短磁石成型體來制造需要的軸長的磁石的方法。
此外，例如，如特開平10-55914號公報所示的，公開了一種通過磁場成型形成預備成型體，將多個預備成型體以比預備成型時的加壓更大的壓力進行加壓而實現(xiàn)一體化的方法。
過去的徑向各向異性環(huán)形磁石，如上所述加工在徑向方向定向的軸長較短的磁石，用粘合劑等進行粘接層疊來制造需要的軸長的環(huán)形磁石，但用這種方法，存在生產(chǎn)性差，并且由于堆積的各磁石的中心軸等發(fā)生偏移而導致外徑精度變差，引起與定子組合時的空氣隙不均勻等由組裝導致的形狀精度的惡化，磁性劣化的問題。
另外，在模具內重疊短軸長的磁石成型體、形成需要的軸長的磁石成型體的方法中，由于在已成型的磁石成型體上填充新磁粉進行磁場定向以及成型，所以存在與已成型的磁石成型體的層疊界面附近的定向易發(fā)生混亂、而磁性低下的問題。
另外，向模具下部移動已成型的磁石成型體之際，存在與模具相擦接的側面附近的定向易發(fā)生混亂、而磁性低下的問題。
另外，由于最早成型的磁石成型體反復受到加壓，最早成型的磁石成型體與最后成型的磁石成型體之間加壓的次數(shù)不同，所以存在產(chǎn)生密度差、燒結時產(chǎn)生變形的問題。
另外，在形成預備成型體、將多個預備成型體以比預備成型時的加壓更大的加壓進行加壓而實現(xiàn)一體化的方法中，由于進行再加壓，存在需要更大的成型設備、同時在再加壓時預備成型體容易破損的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決上述的問題而進行的，其目的在于提供能夠實現(xiàn)由層疊的環(huán)狀預備成型體的層疊界面附近等的定向混亂而導致的磁性低下減少、生產(chǎn)性良好、形狀精度優(yōu)良的環(huán)形磁石以及其制造方法。
關于本發(fā)明的第1環(huán)形磁石，是把進行了徑向定向的多個環(huán)狀預備成型體在軸方向上層疊形成圓筒狀成型體，并將上述圓筒狀成型體燒結而成的。
由此，能夠以良好的生產(chǎn)性制造出環(huán)狀預備成型體之間的邊界部的磁性劣化小的環(huán)形磁石。
關于本發(fā)明的第2環(huán)形磁石，上述環(huán)狀預備成型體的上述軸方向兩端面的一個端面上形成凹部，在另一個端面上形成凸部，上述圓筒狀成型體是由上述軸方向上相鄰的環(huán)狀預備成型體的上述凹部和上述凸部相嵌合而成的。
由此，能夠容易地對齊各環(huán)狀預備成型體的中心軸，獲得較好的形狀精度，同時能夠防止輸送各環(huán)狀預備成型體時的錯位。
關于本發(fā)明的第3環(huán)形磁石，上述凹部以及凸部，是通過將上述端面形成為剖面圓弧狀而形成的。
由此，通過嵌合形成圓弧狀的凹部和凸部，能夠容易地對齊各環(huán)狀預備成型體的中心軸，獲得較好的形狀精度，同時能夠防止輸送各環(huán)狀預備成型體時的錯位。
關于本發(fā)明的第4環(huán)形磁石，上述凹部以及凸部，是通過將上述端面形成為剖面V字形而形成的。
由此，通過嵌合形成V字形的凹部和凸部，能夠容易地對齊各環(huán)狀預備成型體的中心軸，獲得較好的形狀精度，同時能夠防止輸送各環(huán)狀預備成型體時的錯位。
關于本發(fā)明的第5環(huán)形磁石，上述凹部以及凸部，是通過在上述端面的內周和外周之間設置臺階差而形成的。
由此，通過嵌合端面的內周和外周之間的臺階差，能夠容易地對齊各環(huán)狀預備成型體的中心軸，獲得較好的形狀精度，同時能夠防止輸送各環(huán)狀預備成型體時的錯位。另外，如果在臺階差部設置錐形，則能夠在層疊預備成型體之際，不損害預備成型體，進行精度良好的重疊。
關于本發(fā)明的第6環(huán)形磁石，上述凹部以及凸部，是通過在上述端面的內周和外周之間設置傾斜而形成的。
由此，通過嵌合端面的內周和外周之間的傾斜，能夠容易地對齊各環(huán)狀預備成型體的中心軸，獲得較好的形狀精度，同時能夠防止輸送各環(huán)狀預備成型體時的錯位。
關于本發(fā)明的第7環(huán)形磁石，上述凹部以及凸部是在圓周方向上以規(guī)定的間隔形成的多個球面狀物。
由此，通過嵌合凸的球面狀物和凹的球面狀物，能夠容易地對齊各環(huán)狀預備成型體的中心軸，獲得較好的形狀精度，同時能夠防止輸送各環(huán)狀預備成型體時的錯位。
根據(jù)本發(fā)明的第8環(huán)形磁石，上述凹部以及凸部的剖面是圓弧狀、V字形、“コ”字形或者梯形。
由此，通過嵌合凸的圓弧狀、V字形、“コ”字形或者梯形、和凹的圓弧狀、V字形、“コ”字形或者梯形，能夠容易地對齊各環(huán)狀預備成型體的中心軸，獲得較好的形狀精度，同時能夠防止輸送各環(huán)狀預備成型體時的錯位。
關于本發(fā)明的第9環(huán)形磁石，上述凹部以及凸部沿著上述端面形成為環(huán)狀。
由此，通過嵌合凸的環(huán)狀形成部和凹的環(huán)狀形成部，能夠容易地對齊各環(huán)狀預備成型體的中心軸，獲得較好的形狀精度，同時能夠防止輸送各環(huán)狀預備成型體時的錯位。
關于本發(fā)明的第10環(huán)形磁石，上述凹部以及凸部在上述環(huán)狀預備成型體的徑向方向上形成多個。
由此，通過嵌合徑向方向上多個形成的凸部和凹部，能夠容易地對齊各環(huán)狀預備成型體的中心軸，獲得較好的形狀精度，同時能夠防止輸送各環(huán)狀預備成型體時的錯位。
關于本發(fā)明的第11環(huán)形磁石，在形成有上述凹部的上述一個端面上，進一步形成凸部，在形成有上述凸部的上述另一個端面上，進一步形成凹部。
由此，通過嵌合上述形成的凸部和凹部，能夠容易地對齊各環(huán)狀預備成型體的中心軸，獲得較好的形狀精度，同時能夠防止輸送各環(huán)狀預備成型體時的錯位。
關于本發(fā)明的第12環(huán)形磁石，上述環(huán)形預備成型體的最上層的上端面以及最下層的下端面是沒有形成上述凹部以及凸部的平坦的面。
由此，能夠確保載置、輸送時環(huán)狀成型體的穩(wěn)定狀態(tài)，同時能夠縮短軸長。
關于本發(fā)明的第1環(huán)形磁石的制造方法，具備形成進行了徑向定向的多個環(huán)狀預備成型體的工序，把上述環(huán)狀預備成型體在軸方向上層疊、形成圓筒狀成型體的工序，以及將上述圓筒狀成型體進行燒結的工序。
由此，能夠以良好的生產(chǎn)性制造出邊界部的磁性劣化小的環(huán)形磁石。
關于本發(fā)明的第2環(huán)形磁石的制造方法，對上述環(huán)狀預備成型體在層疊方向上以小于等于50Mpa的壓力進行加壓。
如此，能夠切實地實現(xiàn)環(huán)狀預備成型體之間的緊密接合。
關于本發(fā)明的第3環(huán)形磁石的制造方法，環(huán)狀預備成型體的工序和形成環(huán)狀成型體的工序，被設定為將可以輸送的多個輸送模具依次輸送到以下各工序，并能夠實施該各工序，所述輸送模具具備模，插入上述模內部的、在與上述模之間形成環(huán)狀空間的模芯，閉塞上述空間的下部而形成供給填充磁性粉末的模腔的下沖模，以及用于對向上述模腔內供給的磁性粉末進行加壓的上沖模；所述各工序包括向上述模腔內供給、填充上述磁性粉末的工序；邊向上述模腔內施加徑向定向磁場，邊在軸方向上對上述磁性粉末進行加壓，形成環(huán)狀預備成型體的工序；將上述環(huán)狀預備成型體從上述輸送模具拔出的工序；將從上述輸送模具拔出的環(huán)狀預備成型體，在其軸方向上進行多層層疊的工序。
由此，生產(chǎn)節(jié)拍時間變短，能夠以良好的生產(chǎn)性制造出環(huán)狀預備成型體之間的邊界部的磁性劣化小的環(huán)形磁石。
關于本發(fā)明的第4環(huán)形磁石的制造方法，具有定量計量向上述模腔供給的磁性粉末的工序。
由此，環(huán)狀預備成型體的高度變?yōu)橐欢?，能夠防止在層疊時向環(huán)狀預備成型體施加了不必要的力、或者沖擊力。
關于本發(fā)明的第5環(huán)形磁石的制造方法，具有將上述上沖模移動到上述模腔上并插入的工序。
由此，在向模腔供給填充磁性粉末后，能夠在可以用上沖模對模腔內的磁性粉末加壓的狀態(tài)下設定模具。
另外，由于能夠在上沖模插入模腔的狀態(tài)下進行加壓成型，所以不需要在加壓成型時對輸送模具的各部分進行高精度定位的動作機構。
關于本發(fā)明的第6環(huán)形磁石的制造方法，在從上述輸送模具拔出上述環(huán)狀預備成型體的工序中，邊在軸方向上對上述環(huán)狀預備成型體進行加壓，邊從上述模拔出。
由此，由于在輸送模具拔出環(huán)狀預備成型體的過程中，從輸送模具中拔出的環(huán)狀預備成型體的上部和位于輸送模具內的環(huán)狀預備成型體的下部之間的內部應力差變小，能防止發(fā)生斷裂。
關于本發(fā)明的第7環(huán)形磁石的制造方法，在從上述輸送模具拔出上述環(huán)狀預備成型體的工序的中途，去除附著在上述環(huán)狀預備成型體的上述磁性粉末。
由此，能夠防止在環(huán)狀預備成型體之間產(chǎn)生縫隙而導致環(huán)狀預備成型體傾斜、或者由于加壓而破損等。
關于本發(fā)明的第8環(huán)形磁石的制造方法，在將從上述輸送模具拔出的環(huán)狀預備成型體在其軸方向上進行多層層疊的工序中，將上述環(huán)狀預備成型體以其中心軸為中心旋轉進行層疊。
由此，能夠得到使具有凹凸形狀的環(huán)狀預備成型體的凸部在各層旋轉歪扭角度的環(huán)狀磁石。
另外，當環(huán)狀預備成型體在圓周方向上產(chǎn)生了磁性偏差時，能夠消除其磁性偏差。
關于本發(fā)明的第9環(huán)形磁石的制造方法，在將從上述輸送模具拔出的環(huán)狀預備成型體在其軸方向上進行多層層疊的工序中，對于一部分的層，使其成型時的軸方向端面反轉，來層疊上述環(huán)狀預備成型體。
由此，能夠防止環(huán)狀預備成型體的磁性在上沖模側和下沖模側產(chǎn)生梯度時，在各層的接合部分就產(chǎn)生急劇的磁性變化。


圖1是表示用本發(fā)明的永久磁石成型裝置進行成型、燒結而得到的環(huán)形磁石的例子的立體圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的永久磁石成型裝置的結構的平面圖。
圖3表示圖2中的輸送模具的結構，(a)為平面圖、(b)為A-A剖面圖。
圖4是說明供粉、填充單元及其動作的剖面圖。
圖5是說明沖模設定單元的結構及其動作的剖面圖。
圖6是說明磁場成型單元的結構及其動作的剖面圖。
圖7是表示加壓子的結構的剖面圖。
圖8是表示后模芯的結構的平面圖(a)、(c)，以及A-A剖面圖(b)、B-B剖面圖(d)。
圖9是表示徑向定向中的磁通的狀態(tài)的剖面圖。
圖10是表示脫模單元的結構的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)。
圖11是用于說明脫模單元中的動作的剖面圖。
圖12是說明成型體脫粉單元的結構及其動作的剖面圖。
圖13是說明成型體脫粉單元的結構及其動作的剖面圖。
圖14是說明層疊單元的結構及其動作的剖面圖。
圖15是說明層疊單元的結構及其動作的剖面圖。
圖16是說明層疊單元的結構及其動作的剖面圖。
圖17是表示在旋轉了任意的角度的狀態(tài)下層疊各層成型體13的工序的圖。
圖18是表示使環(huán)狀預備成型體的軸方向端面上下顛倒而層疊的狀態(tài)的斷面圖。
圖19是表示本發(fā)明的第2實施方式中的環(huán)狀成型體的立體圖(a)以及剖面圖(b)。
圖20是表示圖19中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)。
圖21是用于說明環(huán)狀預備成型體的磁場成型方法的剖面圖。
圖22是表示本發(fā)明的實施方式2中的其他形狀的環(huán)狀成型體的平面圖(a)、A-A剖面圖(b)以及表示環(huán)狀預備成型體的斷面圖(c)、(d)、(e)。
圖23是表示本發(fā)明的實施方式3中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)。
圖24是表示本發(fā)明的實施方式3中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖。
圖25是表示本發(fā)明的實施方式4中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)。
圖26是表示本發(fā)明的實施方式4中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖。
圖27是表示本發(fā)明的實施方式5中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)。
圖28是表示本發(fā)明的實施方式5中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖。
圖29是表示本發(fā)明的實施方式6中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)。
圖30是表示本發(fā)明的實施方式6中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖。
圖31是表示本發(fā)明的實施方式7中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)。
圖32是表示本發(fā)明的實施方式7中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖。
圖33是表示本發(fā)明的實施方式8中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)。
圖34是表示本發(fā)明的實施方式8中的其他形狀的環(huán)狀成型體的側面圖。
圖35是表示本發(fā)明的實施方式9中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及側面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的側面圖(c)。
圖36是表示本發(fā)明的實施方式9中的其他形狀的環(huán)狀成型體的側面圖。
圖37是表示本發(fā)明的實施方式10中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及側面圖(b)、(c)，以及表示環(huán)狀成型體的側面圖(d)。
圖38是表示本發(fā)明的實施方式10中的其他形狀的環(huán)狀成型體的側面圖。
圖39是表示本發(fā)明的實施方式11中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及側面圖(b)、(c)，以及表示環(huán)狀成型體的側面圖(c)。
圖40是表示本發(fā)明的實施方式11中的其他形狀的環(huán)狀成型體的側面圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖對本發(fā)明的各實施方式進行說明。
實施方式1圖1是表示用本發(fā)明的永久磁石成型裝置進行成型、燒結而得到的環(huán)形磁石的例子的立體圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的環(huán)形磁石的制造方法所使用的磁石成型裝置的結構的平面圖。圖3表示圖2中的輸送模具的結構，(a)為平面圖、(b)為A-A剖面圖。
如圖1所示，用本發(fā)明的磁石成型裝置所成型、制造的環(huán)形磁石，是層疊如圖1(a)所示的成型成圓筒狀的環(huán)形預備成型體1a并燒結而得到，或者是層疊如圖1(b)的成型成周面具有凹凸(圖中是外周面具有凹凸，也包括內周面具有凹凸的情況)的環(huán)形預備成型體1a并燒結而成的。
如此，層疊短軸的環(huán)狀預備成型體1a、燒結成的環(huán)狀磁石1，由于環(huán)狀預備成型體1a間的交界部的磁性的劣化較小，所以能夠成為總磁通量大的環(huán)狀磁石。
本實施方式中的磁石成型裝置，如圖2所示，具有輸送輸送模具10的傳送帶2，向輸送模具10的環(huán)狀模腔內計量并供給、填充磁性粉末的供粉、填充單元3，用于將對填充了磁性粉末的輸送模具10的模腔內的磁性粉末進行加壓的上沖模設定成能夠進行加壓成型的狀態(tài)的沖模設定單元4，對設定了上沖模、處于能夠進行加壓成型狀態(tài)的輸送模具10的磁性粉末進行磁場加壓成型的磁場成型單元5，用于把經(jīng)過磁場加壓成型的環(huán)狀預備成型體從輸送模具10中取出的脫模單元6，用于把取出的環(huán)狀預備成型體上附著的多余的磁性粉末去除的成型體脫粉單元7，用于層疊磁場加壓成型的環(huán)狀預備成型體的層疊單元8，以及，除去輸送模具10上附著的磁性粉末、將輸送模具設定成輸送狀態(tài)的模具脫粉/模具設定單元9。
如圖3所示，輸送模具10具有在傳送帶2上移動的托盤10a，保持下模具部的保持座(第1保持座)10b、10c，由柱狀的模芯10d、下沖模10e、以及中心配有模芯10d、用下沖模10e和模芯10d形成用于填充磁性粉末的模腔10h的模10f而構成的下模具部，以及，由其他的保持座(第2保持座)10j所保持的上沖模10g(上模具部)。并且，保持座10b為強磁性體部件，保持座10c為非磁性體部件。
托盤10a和保持座10b、10j、保持座10b和下沖模10e、以及下沖模10e和模10f，分別由定位銷等定位機構規(guī)定位置和方向。
以下，參照圖2說明各單元的結構及其動作。
首先，利用傳送帶2將輸送模具10輸送到供粉、填充單元3。
圖4是說明供粉、填充單元及其動作的剖面圖。圖4(a)是磁性粉末的計量工序，圖4(b)、(c)是向輸送模具10的供粉工序。
供粉、填充單元3如圖2所示，具有計量磁性粉末的計量機構3d、把計量過的、取入容器3c的磁性粉末11輸送到輸送模具10的位置的輸送機構3e。而且，如圖4所示，供粉、填充單元還具有轉動、傾斜容器3c的旋轉機構3f、用來把容器3c內的磁性粉末11導入模腔10h內的供粉工具3a、以及使供粉工具3a振動的振子等構成的振動機構3b。
輸送模具10被輸送到供粉、填充單元后，在圖4(a)的磁性粉末的計量工序中，利用振動輸送器和重量計來計量一定重量的磁性粉末11，并收納入容器3c中。
如此，通過計量收納在容器3c中的磁性粉末，如后所述，能夠使成型的環(huán)狀成型體的高度一定，能夠防止層疊工序中的破損。
圖4(b)、(c)的供粉工序中，把將磁性粉末11導向輸送模具10的模腔10h的漏斗狀的供粉工具3a和攪拌向模腔10h供給的磁性粉末的翅狀工具(未圖示)安放到輸送模具10的模10f上后，把收納磁性粉末的容器3c移動到漏斗狀的供粉工具3a的位置，使容器3c旋轉并傾斜，把容器3c內的磁性粉末11轉移到漏斗狀的供粉工具3a。進一步，用抖動器沖擊容器3c，把容器3c內的磁性粉末沒有殘留地轉移到漏斗狀的供粉工具3a。進一步，用振動器振動供粉工具3a，把供粉工具3a上的全部磁性粉末轉移到模腔10h內，邊轉動上述翅狀工具的葉片來混合模腔10h內的磁性粉末11，邊使葉片上升，向模腔內均勻地填充磁性粉末11。
通過邊轉動上述翅狀工具的葉片來混合模腔10h內的磁性粉末11，邊使葉片上升，向模腔內填充磁性粉末11，破壞了模腔內的磁性粉末中存在的空洞或者磁性粉末的橋接，模腔內均勻地填充磁性粉末。
填充了磁性粉末的輸送模具，被傳送帶2輸送到?jīng)_模設定單元4，被定位在規(guī)定位置上。
圖5是說明沖模設定單元的結構以及動作的剖面圖。如該圖所示，沖模設定單元具有夾住上沖模10g的夾爪4a、以及升降夾爪4a并使夾住的上沖模10g移動的移動機構。
利用沖模設定單元，能夠將輸送模具設定成可以以上沖模10g對模腔內的磁性粉末進行加壓的狀態(tài)。
而且，把上沖模10g插入模腔中，將輸送模具設定成對磁性粉末能夠加壓的狀態(tài)，所以在下面的工序的加壓磁場成型中，就不需要對輸送模具10的各部進行高精度定位的機構。
如圖5(a)所示，托盤10a被輸送到?jīng)_模設定單元4的平臺，在規(guī)定位置被定位，如圖5(b)所示，夾爪4a下降，夾住上沖模10g，如圖5(c)所示，夾爪4a夾起上沖模10g，如圖5(d)所示，向下型移動，下降并將上沖模10g插入模芯10d，放開上沖模10g，上沖模10g與模腔嵌合。模芯10d的上端部的直徑比模腔內的直徑小0.2mm，被付與了3°的斜度，所以沖模插入時托盤與夾爪4a的位置，即便有不足0.1mm的偏差，也不會發(fā)生沖模10g無法插入模芯10d的不良問題。接著，夾爪4a放開上沖模10g后，上升移動到原始的位置。
設定了上沖模10g的輸送模具10，被傳送帶2輸送到磁場成型單元5的規(guī)定位置。
圖6是說明磁場成型單元的結構及動作的剖面圖，圖7是表示加壓子的結構的剖面圖，圖8是表示后模芯的結構的平面圖(a)、(c)，以及A-A剖面圖(b)、B-B剖面圖(d)。如圖2所示，磁場成型單元5具有移載機構5h，該移載機構把設定了上沖模10g的輸送模具10的模具部從傳送帶2上的托盤10a轉移到磁場成型單元5，在磁場成型后再轉移回傳送帶2上的托盤10a。如圖6所示，磁場成型單元5具有產(chǎn)生用于使磁性粉末定向的定向磁場的電磁線圈5a(固定于框架上)，升降對上側電磁線圈5a以及上沖模10g進行加壓的加壓子5c的壓縮成型機構5b，環(huán)狀的彈性部件5j，以及，被未圖示的氣缸所驅動、接觸模10f的后軛5d。
如圖7所示，加壓子5c具有對上沖模進行加壓的沖模加壓部5e、向沖模加壓部5e內部凹陷地可以移動的可動棒5f、以及位于可動棒5f的背面和沖模加壓部5e內面之間的、把可動棒5f壓付到模芯10d上的彈簧5g。
另外，如圖8所示，后軛5d是具有嵌合模10f的外徑的半圓狀的凹部的一個強磁性體。后軛5d，被配置成其厚度中心與模10f的厚度中心位置一致，向模10f的方向移動并與其接觸。
利用傳送帶2將輸送模具10從沖模設定單元4輸送到磁場成型單元5后，如圖6(a)所示，利用移載機構5h(參照圖2)將模具部和保持座10b一起從托盤10a轉移到磁場成型單元5的成型部。
然后，如圖6(b)所示，壓縮成型機構5b啟動，電磁線圈5a以及加壓子下降，上側以及下側框架通過夾緊功能而固定，同時利用安裝于上側框架下部的環(huán)狀彈性部件5j，固定模10f。其后，從模10f的兩側后軛5d開始移動，并與模10f的外周緊密接合。接著，使電磁線圈5a中流動電流，產(chǎn)生徑向定向磁場，同時加壓子5c下降，上沖模10g被加壓，如圖6(c)所示，通過上沖模10g把模腔內的磁性粉末壓縮成形，而獲得被徑向定向的成型體。壓縮成形壓力為10～100Mpa，優(yōu)選為40Mpa，定向磁場為大于等于1T。
圖9是表示徑向定向中的磁通的狀態(tài)的剖面圖。在上側線圈5a產(chǎn)生的磁場，以磁通形式通過強磁性體加壓子5c，進入同是強磁性體的可動棒5f；在下側線圈5a產(chǎn)生的磁場，通過強磁性體的保持座10b，進入模芯10d(參照圖6)。下沖模10e以及上沖模10g是非磁性體。
如圖9所示，以虛線表示的磁通，通過強磁性體的可動棒5f以及模芯10d，在直徑方向上通過強磁性體的模10f的模腔10h，在模腔10h內形成徑向定向磁場。
徑向定向了的環(huán)狀預備成型體，與模具部以及保持座10b一起，通過移載機構5h返回托盤10a上。
含有環(huán)狀預備成型體的輸送模具，被傳送帶2輸送到脫模單元6的規(guī)定位置上。
圖10是表示脫模單元的結構的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)。如圖所示，脫模單元具有成型體加壓機構，其由對環(huán)狀預備成型體13進行加壓的氣缸6a以及上沖模對接部6d構成；以及，模上推機構，其由把模10f向上方推抬的平臺6c以及氣缸6b等構成。
圖11是用于說明脫模單元中的動作的剖面圖。如圖11(a)所示，氣缸6a托起托盤10a，上沖模10g與上沖模對接部6d相碰，環(huán)狀預備成型體13被加壓。加壓力為0.1～1Mpa。
接著，如圖11(b)所示，氣缸6b啟動，平臺6c抬起模10f，環(huán)狀預備成型體13被從模10f中拔出。
接著，如圖11(c)所示，氣缸6a下降，托盤10a放到傳送帶2上。利用傳送帶2，托盤10a移動到一個位置，在該位置上當平臺6c所支持的模10f下降時、被載置到托盤10a上放置的其他的保持座10j上；如圖11(d)所示，平臺加壓氣缸6b動作，平臺6c下降，把模10f載置到保持座10j上。
在把環(huán)狀預備成型體13從輸送模具10中拔出的過程中，如果從輸送模具10拔出的環(huán)狀預備成型體13的上部和在輸送模具10內的環(huán)狀預備成型體13的下部之間存在內部應力差的話，容易產(chǎn)生斷裂，但在本脫模單元中，由于在環(huán)狀預備成型體13被加壓的狀態(tài)下，從模10f中拔出成型體13，所以環(huán)狀預備成型體13的上面和下面之間的內部應力差變小，能防止發(fā)生斷裂。
在模10f拔去后，輸送模具10利用傳送帶2被輸送到成型體脫粉單元7的規(guī)定位置上。
圖12以及圖13是說明成型體脫粉單元的結構及其動作的剖面圖。如圖所示，成型體脫粉單元具有升降機構，其由平臺7a和使平臺7a升降的氣缸7b構成；噴射氮氣的噴嘴7c；以及，吸塵管道7d，用于吸入磁粉并將其回收到集塵機中。
如圖12(a)所示，托盤10a停止在規(guī)定位置上，氣缸7b啟動、平臺7a上升，如圖12(b)所示，下沖模10e被平臺7a所支持而上升，環(huán)狀預備成型體13從模芯10d中拔出。另外，此時上沖模10g也同時被拔出，載置到別的保持座10j(參照圖3)上。
如圖13(a)所示，在從模芯10d拔出環(huán)狀預備成型體13的過程中，環(huán)狀預備成型體13的上面稍微從芯型10d突出時，從噴嘴7c噴出氮氣，吹散附著在環(huán)狀預備成型體13表面的磁粉，并吸入吸塵管道7d。其后，如圖13(b)所示，從模芯10d拔出環(huán)狀預備成型體13。
在成型體脫粉單元7，通過除去環(huán)狀預備成型體13的多余磁粉，能夠防止在下面工序的層疊中，環(huán)狀預備成型體13之間產(chǎn)生縫隙而導致環(huán)狀預備成型體13傾斜、或者由于加壓而破損等。
在脫粉工序后，環(huán)狀預備成型體13，利用移載機構12，和保持座10b、模芯10d以及下沖模10e一起被轉移到層疊單元8上。
圖14、圖15以及圖16是說明層疊單元的結構及其動作的剖面圖。如圖所示，層疊單元具有作為把持環(huán)狀預備成型體13的機構的夾爪8a，層疊環(huán)狀預備成型體13的平臺8b，圖中未示的、對夾爪8a進行定位、升降、移動的機構，以及使平臺8b旋轉的發(fā)動機等旋轉機構。
如圖14(a)所示，使夾爪8a移動到從模芯10d拔出的環(huán)狀預備成型體13的正上方，如圖14(b)所示，使夾爪8a下降，以夾爪8a把持環(huán)狀預備成型體13。把持力是0.1～4N。
接著，使夾爪8a上升，如圖15(a)所示，使夾爪8a移動到其中心位于平臺8b的旋轉中心的正上方，如圖15(b)所示，使夾爪8a下降，把環(huán)狀預備成型體13放置到平臺8b上。此時，環(huán)狀預備成型體13的中心與平臺8b的旋轉中心一致。
進一步，同樣地，如圖16(a)以及(b)所示，在第1層的環(huán)狀預備成型體13上層疊第2層和第3層的環(huán)狀預備成型體13，重復該層疊工序來層疊需要層數(shù)的環(huán)狀預備成型體13。
如果環(huán)狀預備成型體13的高度參差不齊，其高度變高則在層疊時不必要的壓力施加到環(huán)狀預備成型體13上，會將環(huán)狀預備成型體13壓碎；而高度變低時夾爪8a在空中放開環(huán)狀預備成型體13，會由于落下時的沖擊而破壞環(huán)狀預備成型體13；但是，在本實施方式中，由于1次成型的環(huán)狀預備成型體13的重量，是利用圖2所示的供粉、填充單元3的磁粉計量工序進行了定量的計量的，所以環(huán)狀預備成型體13的高度一定，在層疊時不會出現(xiàn)對環(huán)狀預備成型體13施加了不必要的力、或者施加沖擊力的情況。
圖17是表示在旋轉了任意的角度的狀態(tài)下層疊各層成型體13的工序的圖，例如，將第1層的環(huán)狀預備成型體13放在平臺8b上，使其A的位置處于圖17(a)所示的位置，然后將平臺8b旋轉180°，使第1層的環(huán)狀預備成型體13的A的位置處于圖17(b)的位置，之后進行第2層的環(huán)狀預備成型體13的層疊。進一步，如圖17(c)所示，使平臺8b旋轉90°，進行第3層環(huán)狀預備成型體13的層疊，如圖17(d)所示，進一步使平臺8b旋轉180°，進行第4層環(huán)狀預備成型體13的層疊。
如此，通過在任意角度地旋轉狀態(tài)下層疊各層的環(huán)狀預備成型體13，能夠得到例如，如圖1(b)所示的、使具有凹凸形狀的環(huán)狀預備成型體13在各層旋轉歪扭角度的環(huán)狀磁石。
另外，當環(huán)狀預備成型體13在圓周方向上產(chǎn)生了磁性偏差時，能夠消除其磁性偏差。
圖18是表示在每1層層疊，使環(huán)狀預備成型體成型時的軸方向端面上下顛倒而層疊的狀態(tài)的斷面圖。環(huán)狀預備成型體13的磁性，有時例如會在上沖模側和下沖模側產(chǎn)生梯度，在各層的接合部分就可能產(chǎn)生急劇的磁性變化，而如圖18所示，在第1層將環(huán)狀預備成型體13反轉，以下面作為上沖模側，在第2層不反轉、仍以下面作為下沖模側，如此通過依次重復反轉層疊和不反轉層疊，能夠防止在各層的接合部分的磁性急劇變化。
圖18的情況，表示的是在每1層層疊，使環(huán)狀預備成型體成型時的軸方向端面上下顛倒而層疊的情況；但只有上層發(fā)生磁性梯度的情況，或者只在下層發(fā)生磁性梯度的情況等時，通過僅把該層成型時的軸方向斷面進行反轉來層疊，能夠獲得同樣的效果。
如此，為了反轉層疊環(huán)狀預備成型體13，在圖14～圖16所示的夾爪8a的夾緊部分設置了旋轉驅動器。
層疊工序結束后，模具部10d、10e以及保持座10b通過移載機構12返回到托盤10a上，被輸送到進行下一工序的模具脫粉/模具設定單元9。
模具脫粉/模具設定單元9，具有去除輸送模具10上附著的磁粉的脫粉機構，和將輸送模具10的各部分設定成在供粉、填充單元3能夠供給磁粉的、初始狀態(tài)的設定機構。
脫粉機構，具有能夠向輸送模具10的各部分噴射氮氣的噴嘴(具有向輸送模具10的各部分移動的機構)，和用于吸引、收集由于氮氣被吹散的磁粉的吸引機構。
利用脫粉機構以及設定機構，能夠順暢地進行下一輪的成型以及層疊為止的工序。
設定機構，在層疊工序完成后，抬起載置于圖3所示的保持座10j上的模10f，使其移動到保持座10b上載置的下沖模10e上。
環(huán)狀預備成型體13層疊而成的筒狀成型體，轉移入燒結熱處理爐，以規(guī)定的溫度進行燒結、熱處理后，根據(jù)需要進行收尾加工，獲得如圖1所示的環(huán)形磁石1。
根據(jù)本實施方式的環(huán)形磁石的制造裝置，由于采用傳送帶2傳輸多個輸送模具10，同時在設在傳送帶2各處的各單元處理制作短軸的環(huán)狀預備成型體的程序，層疊需要的個數(shù)的環(huán)狀預備成型體，所以生產(chǎn)節(jié)拍時間變短，能夠以良好的生產(chǎn)性制造出環(huán)狀預備成型體之間的邊界部分的磁性劣化小的環(huán)形磁石。
實施方式2圖19是表示本發(fā)明的第2實施方式中的環(huán)狀成型體的立體圖(a)以及斷面圖(b)；圖20是表示圖19中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)。
如圖19(a)以及(b)所示，環(huán)狀成型體1b，是通過多層層疊在徑向方向上定向的環(huán)狀預備成型體1a，并進行一體化而形成的。
另外，各環(huán)狀預備成型體1a，如圖20所示，沿一個端面的全周，形成有凹部1c，沿另一個端面的全周形成凸部1e，如圖19(b)所示，由于向利用凹部1c嵌合凸部1e的嵌合部1d來連接各環(huán)狀預備成型體1a而一體化，所以能夠容易地對齊各環(huán)狀預備成型體1a的中心軸。
圖21是用于說明環(huán)狀預備成型體的磁場成型方法的剖面圖。如圖所示，模具具有由鋼或者超硬材料等構成的環(huán)狀的強磁性體而形成模10f，由鋼等構成的上下模芯10d，由非磁性的不銹鋼或者超硬材料構成的上下沖模10g、10e；上下沖模10g、10e的一個前端是圓弧狀的凸形，另一個前端是具有與凸形的圓弧半徑相同的圓弧半徑的凹形。
而且，構成為環(huán)狀的強磁性體的模10f的內周面、上下模芯10d的外周面、插入二者之間的上下沖模10g、10e的前端面之間，形成有模腔10h。
上下在模芯10d的周圍，設有環(huán)狀的電磁線圈5a，向電磁線圈5a通電時，產(chǎn)生虛線箭頭所示的通過上下模芯10d以及模10f的定向磁場。
向模腔10h供給磁粉，在設有定向磁場的狀態(tài)下，通過利用上下沖模10g、10e加壓壓縮磁粉，獲得環(huán)狀的、一個端面為凹形而另一個端面為凸形的徑向定向了的環(huán)狀預備成型體1a。
將得到的多個環(huán)狀預備成型體1a，如圖19所示，使凹部1c和凸部1e相嵌合，層疊而得到環(huán)狀成型體1b。使凹部1c和凸部1e相嵌合后，通過在軸方向上施加不會使環(huán)狀成型體1b破損的壓力，即50Mpa以下的壓力，能夠使其切實地固定、一體化。
以規(guī)定的溫度、氣氛下將獲得的環(huán)狀成型體1b燒結后，通過時效處理等熱處理，能夠制造出軸長較長的環(huán)形磁石。
根據(jù)本實施方式，環(huán)狀成型體1b，由于在別的工序對磁場成型了的環(huán)狀預備成型體1a進行重疊，所以就不會發(fā)生過去在模具內邊形成磁場邊層疊而產(chǎn)生的層疊邊界處的徑向定向的紊亂，能夠得到磁性較好的環(huán)形磁石。
另外，由于在環(huán)狀預備成型體1a的一個端面上形成凹部1c，在另一個端面形成凸部1e，把形成了凹部1c和凸部1e的多個環(huán)狀預備成型體1a利用凹部1c和凸部1e而嵌合、一體化，所以各環(huán)狀預備成型體1a的中心軸能夠容易地對齊，能夠獲得形狀精度較好的磁石，而且能夠防止搬運時的錯位。
在圖19中，在層疊最上層以及最下層的環(huán)狀預備成型體1a的兩端面上設置了凹部1c和凸部1e，但也可以通過令最上層以及最下層的上端面以及下端面成為平面，使環(huán)狀成型體1的全長變短。
圖22是表示最上層以及最下層的環(huán)狀預備成型體1a的上端面以及下端面為平面的環(huán)狀成型體1b的平面圖(a)、A-A剖面圖(b)以及表示環(huán)狀預備成型體的斷面圖(c)、(d)、(e)。如圖所示，最上層的環(huán)狀預備成型體1a(c)的上端面為平面，中間部分的環(huán)狀預備成型體1a(d)的上下端面上形成凹部1c以及凸部1e，最下層的環(huán)狀預備成型體1a(e)的下端面為平面。
如此，通過令環(huán)狀成型體1b的上下面成為平面，能夠縮短軸長，而且能夠使設置、運送時的狀態(tài)穩(wěn)定。
實施方式3圖23是表示本發(fā)明的實施方式3中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)；圖24是表示本發(fā)明的實施方式3中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖，與圖19相同的符號表示相同部分或者相當部分。
在上述實施方式2中，凹部以及凸部為剖面圓弧狀，但本實施方式中，如圖23(a)以及(b)所示，環(huán)狀預備成型體1a的凹部1c以及凸部1e都是相同形狀的剖面V字形，如圖23(c)所示，在嵌合部1d多個環(huán)狀預備成型體1a的凹部1c和凸部1e相嵌合，制作成環(huán)狀成型體1b。
另外，如圖24所示，通過令最上層的環(huán)狀預備成型體1a的上端面以及最下層的環(huán)狀預備成型體1a的下端面成為平面，能夠使環(huán)狀成型體1b的全長變短，而且能夠使設置、運送狀態(tài)穩(wěn)定化。
實施方式4圖25是表示本發(fā)明的實施方式4中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)；圖26是表示本發(fā)明的實施方式4中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖，與圖19相同的符號表示相同部分或者相當部分。
本實施方式中，如圖25(a)以及(b)所示，環(huán)狀預備成型體1a，通過一個端面向內周側凹陷而成為斜面來形成凹部1c，而通過令另一端面向外周面凹陷與凹部1c的傾斜角度相同的傾斜面來形成凸部1e，如圖25(c)所示，在嵌合部1d多個環(huán)狀預備成型體1a的凹部1c和凸部1e相嵌合，制作成環(huán)狀成型體1b。
另外，如圖26所示，通過令最上層的環(huán)狀預備成型體1a的上端面以及最下層的環(huán)狀預備成型體1a的下端面成為平面，能夠使環(huán)狀成型體1b的全長變短，而且能夠使設置、運送狀態(tài)穩(wěn)定化。
實施方式5圖27是表示本發(fā)明的實施方式5中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)；圖28是表示本發(fā)明的實施方式5中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖，與圖19相同的符號表示相同部分或者相當部分。
本實施方式中，如圖27(a)以及(b)所示，環(huán)狀預備成型體1a通過在一個端面上形成沿圓周為環(huán)狀、剖面為圓弧狀的槽，來形成凹部1c，而通過在另一端面上形成與凹部1c的圓弧形狀相同的圓弧狀的凸起，來形成凸部1e，如圖27(c)所示，在嵌合部1d多個環(huán)狀預備成型體1a的凹部1c和凸部1e相嵌合，制作成環(huán)狀成型體1b。
另外，如圖28所示，通過令最上層的環(huán)狀預備成型體1a的上端面以及最下層的環(huán)狀預備成型體1a的下端面成為平面，能夠使環(huán)狀成型體1b的全長變短，而且能夠使設置、運送狀態(tài)穩(wěn)定化。
另外，凹部1c以及凸部1e，其剖面不限于為圓弧狀，也可以是V字形、梯形或者“コ”字形。
實施方式6圖29是表示本發(fā)明的實施方式6中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)；圖30是表示本發(fā)明的實施方式6中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖，與圖19相同的符號表示相同部分或者相當部分。
本實施方式中，如圖29(a)以及(b)所示，環(huán)狀預備成型體1a的兩端面上在內周側和外周側之間設有臺階差，在一個端面的內周側形成凹部1c，而在另一端面的內周側形成凸部1e，如圖29(c)所示，在嵌合部1d多個環(huán)狀預備成型體1a的凹部1c和凸部1e相嵌合，制作成環(huán)狀成型體1b。
另外，雖無圖示，通過在臺階差部分設置錐形，可以容易地進行預備成型體的凹部和凸部的嵌合。
另外，如圖30所示，通過令最上層的環(huán)狀預備成型體1a的上端面以及最下層的環(huán)狀預備成型體1a的下端面成為平面，能夠使環(huán)狀成型體1b的全長變短，而且能夠使設置、運送狀態(tài)穩(wěn)定化。
另外，在上述實施方式2～6中，展示的是沿著環(huán)狀預備成型體1a的圓周、環(huán)狀地形成凹部1c以及凸部1e的情形，也可以斷續(xù)地形成凹部1c以及凸部1e。
實施方式7圖31是表示本發(fā)明的實施方式7中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)；圖32是表示本發(fā)明的實施方式7中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖，與圖19相同的符號表示相同部分或者相當部分。
本實施方式中，如圖31(a)以及(b)所示，在環(huán)狀預備成型體1a的一個端面上形成4個大致為半球面狀的凹部1c，而在另一端面上通過形成與凹部1c的形狀相同的4個大致為半球面狀的突起來形成凸部1e，如圖31(c)所示，在嵌合部1d多個環(huán)狀預備成型體1a的凹部1c和凸部1e相嵌合，制作成環(huán)狀成型體1b。
在圖31的例子中，表示的是設置4個凹部1c以及凸部1e的情形，但其個數(shù)并不限于此，設置2個以上即可。
另外，如圖32所示，通過令最上層的環(huán)狀預備成型體1a的上端面以及最下層的環(huán)狀預備成型體1a的下端面成為平面，能夠使環(huán)狀成型體1b的全長變短，而且能夠使設置、運送狀態(tài)穩(wěn)定化。
實施方式8圖33是表示本發(fā)明的實施方式8中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)；圖34是表示本發(fā)明的實施方式8中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖，與圖19相同的符號表示相同部分或者相當部分。
本實施方式中，如圖33(a)以及(b)所示，在環(huán)狀預備成型體1a的一個端面上以90°間隔形成4個在徑向方向上延伸的剖面大致為半圓狀的凹部1c，而在另一端面上形成4個相同形狀的在徑向方向上延伸的剖面大致為圓狀的凸部1e，如圖33(c)所示，在嵌合部1d多個環(huán)狀預備成型體1a的凹部1c和凸部1e相嵌合，制作成環(huán)狀成型體1b。
在圖33的例子中，表示的是設置4個凹部1c以及凸部1e的情形，但其個數(shù)并不限于此，設置2個以上即可。
另外，如圖34所示，通過令最上層的環(huán)狀預備成型體1a的上端面以及最下層的環(huán)狀預備成型體1a的下端面成為平面，能夠使環(huán)狀成型體1b的全長變短，而且能夠使設置、運送狀態(tài)穩(wěn)定化。
實施方式9圖35是表示本發(fā)明的實施方式9中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)；圖36是表示本發(fā)明的實施方式9中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖，與圖19相同的符號表示相同部分或者相當部分。
本實施方式中，如圖35(a)以及(b)所示，上述實施方式8中的凹部1c和凸部1e成為在徑向方向上延伸的剖面梯形。
在圖35的例子中，表示的是間隔90°設置4個凹部1c以及凸部1e的情形，但其個數(shù)并不限于此，設為2個以上即可。
另外，如圖36所示，通過令最上層的環(huán)狀預備成型體1a的上端面以及最下層的環(huán)狀預備成型體1a的下端面成為平面，能夠使環(huán)狀成型體1b的全長變短，而且能夠使設置、運送狀態(tài)穩(wěn)定化。
實施方式10圖37是表示本發(fā)明的實施方式10中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)；圖38是表示本發(fā)明的實施方式10中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖，與圖19相同的符號表示相同部分或者相當部分。
本實施方式中，如圖37(a)、(b)以及(c)所示，在環(huán)狀預備成型體1a的一個端面上以90°間隔交替形成4個在徑向方向上延伸的剖面大致為半圓狀的凸部1e和凹部1c，而在另一端面上以90°間隔交替形成4個相同形狀的剖面大致為半圓狀的凹部1c和凸部1e，如圖37(d)所示，在嵌合部1d多個環(huán)狀預備成型體1a的凹部1c和凸部1e相嵌合，制作成環(huán)狀成型體1b。
在圖37的例子中，表示的是分別設置2個凹部1c以及凸部1e的情形，但其個數(shù)并不限于此，設置1個以上即可。
另外，如圖38所示，通過令最上層的環(huán)狀預備成型體1a的上端面以及最下層的環(huán)狀預備成型體1a的下端面成為平面，能夠使環(huán)狀成型體1b的全長變短，而且能夠使設置、運送狀態(tài)穩(wěn)定化。
根據(jù)本實施方式，用于形成環(huán)狀預備成型體1a的成型模具較容易制作。
實施方式11圖39是表示本發(fā)明的實施方式11中的環(huán)狀預備成型體的平面圖(a)以及A-A剖面圖(b)，以及表示環(huán)狀成型體的剖面圖(c)；圖40是表示本發(fā)明的實施方式11中的其他形狀的環(huán)狀成型體的剖面圖，與圖19相同的符號表示相同部分或者相當部分。
本實施方式中，如圖35(a)、(b)以及(c)所示，上述實施方式10中的凹部1c和凸部1e的形狀成為在徑向方向上延伸的梯形；凹部1c和凸部1e是以90°間隔交替形成的。
在圖39的例子中，表示的是分別設置2個凹部1c以及凸部1e的情形，但其個數(shù)并不限于此，設置1個以上即可。
另外，如圖40所示，通過令最上層的環(huán)狀預備成型體1a的上端面以及最下層的環(huán)狀預備成型體1a的下端面成為平面，能夠使環(huán)狀成型體1b的全長變短，而且能夠使設置、運送狀態(tài)穩(wěn)定化。
另外，上述實施方式8～11中凹部1c以及凸部1e的剖面大致為半圓狀或者梯形，但并不限于此，也可以是V字形或者“コ”字形。
根據(jù)上述實施方式3～11，與上述實施方式2相同，可以不產(chǎn)生徑向定向的紊亂，形狀精度較好地形成磁性優(yōu)良的環(huán)形磁石；而且，能夠防止運輸環(huán)狀預備成型體時的錯位。
另外，在上述實施方式2～11中，對設在環(huán)狀預備成型體1a的一個端面的凹部1c和設在另一個端面的凸部1e的形狀，展示了其種種形態(tài)，但本發(fā)明并不限于這些形狀，在本發(fā)明中，只要是在環(huán)狀預備成型體1a的一個端面上設置凹部1c、在另一個端面上設置與凹部1c相嵌合形狀的凹部1e，嵌合多個預備成型體1a的凹部1c和凸部1e，使得層疊的環(huán)狀預備成型體1a之間在徑向上的運動相對地被局限的結構即可。
另外，本發(fā)明的環(huán)形磁石，也能夠適用邊在模具內磁場成型環(huán)狀預備成型體邊層疊的方法。
另外，作為圓筒成型體1b的原料，除了Nd2Fe14B等磁性體粉末外，還可以是向磁性粉末中混合了樹脂的粘合磁石材料。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明用于例如發(fā)動機等旋轉電動機中使用的永久磁石的制造。
權利要求
1.一種環(huán)形磁石，其特征在于，是把進行了徑向定向的多個環(huán)狀預備成型體在軸方向上層疊形成圓筒狀成型體，并將上述圓筒狀成型體燒結而成的。
2.根據(jù)權利要求1所述的環(huán)形磁石，其中，在上述環(huán)狀預備成型體的上述軸方向兩端面的一個端面上形成凹部，在另一個端面上形成凸部，上述圓筒狀成型體是由在上述軸方向上相鄰的環(huán)狀預備成型體的上述凹部和上述凸部相嵌合而成的。
3.根據(jù)權利要求2所述的環(huán)形磁石，其中，上述凹部以及凸部是通過將上述端面形成為剖面圓弧狀而形成的。
4.根據(jù)權利要求2所述的環(huán)形磁石，其中，上述凹部以及凸部是通過將上述端面形成為剖面V字形而形成的。
5.根據(jù)權利要求2所述的環(huán)形磁石，其中，上述凹部以及凸部是通過在上述端面的內周和外周之間設置臺階差而形成的。
6.根據(jù)權利要求2所述的環(huán)形磁石，其中，上述凹部以及凸部是通過在上述端面的內周和外周之間設置傾斜而形成的。
7.根據(jù)權利要求2所述的環(huán)形磁石，其中，上述凹部以及凸部是在圓周方向上以規(guī)定的間隔形成的多個球面狀物。
8.根據(jù)權利要求2所述的環(huán)形磁石，其中，上述凹部以及凸部的剖面是圓弧狀、V字形、“コ”字形或者梯形。
9.根據(jù)權利要求2所述的環(huán)形磁石，其中，上述凹部以及凸部沿著上述端面形成為環(huán)狀。
10.根據(jù)權利要求2所述的環(huán)形磁石，其中，上述凹部以及凸部在上述環(huán)狀預備成型體的徑向方向上形成多個。
11.根據(jù)權利要求2所述的環(huán)形磁石，其中，在形成有上述凹部的上述一個端面上還形成有凸部，在形成有上述凸部的上述另一個端面上還形成有凹部。
12.根據(jù)權利要求2所述的環(huán)形磁石，其中，上述環(huán)形預備成型體的最上層的上端面以及最下層的下端面是沒有形成上述凹部以及凸部的平坦的面。
13.一種環(huán)形磁石的制造方法，其特征在于，具備形成進行了徑向定向的多個環(huán)狀預備成型體的工序，把上述環(huán)狀預備成型體在軸方向上層疊、形成圓筒狀成型體的工序，以及將上述圓筒狀成型體進行燒結的工序。
14.根據(jù)權利要求13所述的環(huán)形磁石的制造方法，其中，對上述環(huán)狀預備成型體在層疊方向上以小于等于50Mpa的壓力進行加壓。
15.根據(jù)權利要求13所述的環(huán)形磁石的制造方法，其中，形成上述環(huán)狀預備成型體和上述圓筒狀成型體的工序，被設定為將可以輸送的多個輸送模具依次輸送到以下各工序，并能夠實施該各工序，所述輸送模具具備模，插入上述模內部、在與上述模之間形成環(huán)狀空間的模芯，閉塞上述空間的下部而形成被供給填充磁性粉末的模腔的下沖模，以及用于對向上述模腔內供給的磁性粉末進行加壓的上沖模；所述各工序包括向上述模腔內供給、填充上述磁性粉末的工序；邊向上述模腔內施加徑向定向磁場，邊在軸方向上對上述磁性粉進行加壓，形成環(huán)狀預備成型體的工序；將上述環(huán)狀預備成型體從上述輸送模具拔出的工序；將從上述輸送模具拔出的環(huán)狀預備成型體，在其軸方向上進行多層層疊的工序。
16.根據(jù)權利要求15所述的環(huán)形磁石的制造方法，其中，具有定量計量向上述模腔供給的磁性粉末的工序。
17.根據(jù)權利要求15所述的環(huán)形磁石的制造方法，其中，具有將上述上沖模移動到上述模腔上并插入的工序。
18.根據(jù)權利要求15所述的環(huán)形磁石的制造方法，其中，在從上述輸送模具拔出上述環(huán)狀預備成型體的工序中，邊在軸方向上對上述環(huán)狀預備成型體進行加壓，邊從上述模拔出。
19.根據(jù)權利要求15所述的環(huán)形磁石的制造方法，其中，在從上述輸送模具拔出上述環(huán)狀預備成型體的工序的中途，去除附著在上述環(huán)狀預備成型體的上述磁性粉末。
20.根據(jù)權利要求15所述的環(huán)形磁石的制造方法，其中，在將從上述輸送模具拔出的環(huán)狀預備成型體在其軸方向上進行多層層疊的工序中，將上述環(huán)狀預備成型體以其中心軸為中心旋轉而進行層疊。
21.根據(jù)權利要求15所述的環(huán)形磁石的制造方法，其中，在將從上述輸送模具拔出的環(huán)狀預備成型體在其軸方向上進行多層層疊的工序中，對于一部分層，使其成型時的軸方向端面反轉后層疊上述環(huán)狀預備成型體。
全文摘要
本發(fā)明通過在軸方向層疊進行了徑向定向的多個環(huán)狀預備成型體(1a)，形成將環(huán)狀預備成型體(1a)的端面間進行固定的環(huán)狀成型體，再將該環(huán)形成型體進行燒結、熱處理而形成環(huán)形磁石(1)，從而得到一種由層疊界面附近等的定向混亂而導致的磁性低下減少、形狀精度良好的環(huán)形磁石以及其制造方法。
文檔編號H01F41/02GK1754299SQ20038010994
公開日2006年3月29日 申請日期2003年10月29日 優(yōu)先權日2003年2月27日
發(fā)明者鵜飼義一, 石見泰造, 高濱修一, 中原裕治, 古川仁一 申請人:三菱電機株式會社