| 【発明の名称】 |
ラジアル磁場成形方法とその成形装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】木村 修
【氏名】奥田 佳弘
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| 【要約】 |
【課題】従来はラジアル磁場成形においては、成形品の肉厚や、高さに制限があり、磁界の強さも、最大でも、０．５テスラ程度で磁界としては、小さいという難点があった。
【解決手段】電磁石を用いて一方向の水平磁界を発生させその磁界内で、ダイス１、及び下パンチ１０を垂直軸の回りに回転させることによって、実質的にダイス内の磁性材料に回転磁界を印加させることができ、容易に、１テスラ以上の回転磁界が得られる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】通常使用される磁場発生装置を用いて水平方向の磁場を発生させ、その磁場内にダイセットを設置し、ダイスを回転させダイス内の磁性粉末に磁場を印加しながら、磁性粉末を加圧成形することを特徴とするラジアル磁場成形方法とその成形装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラジアル異方性磁石の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁性材料には磁化方向に異方性のあるものがあり、例えば、六方晶系のフェライト材料では容易磁化方向が六方晶の平面に垂直な方向にあるもの（Ｍ型フェライトなど）があり、又、金属系の希土類磁石では六方晶で平面に垂直な方向にあるもの（ＳｍＣｏ５など）や正方晶系で、平面に垂直な方向にあるもの（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）などがある。このような材料の磁気特性を発揮させるには、垂直磁場や水平磁場を印加し、磁場中で加圧成形することによって、磁性材料の結晶粒子を磁場の方向に配列させ、高い磁気特性を得る方法が、工業的に行なわれてきた。特に、リング形状のラジアル異方性磁石は、成形の際に磁性材料の容易磁化方向を印加磁界によって配向させることによって磁気特性を向上させている。即ち、コイルの磁場でプレス型内の磁性材料をラジアル方向に配向させながら上下方向に加圧成形する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では磁界の均一性に問題があり、かつ、磁極の構造上、成形品の肉厚や、高さに制限があった。更に磁気回路の関係で発生できる磁界に制限があり最大０．５テスラ（５，０００ガウス）と低く、近年開発された高保磁力を有する希土類系磁性材料（サマリウムコバルト系、もしくは、ネオジュム系材料）の成形は困難であった。このような問題を解決するには、回転磁界を利用すればよいが、電磁石の構造上、電磁石を成形装置の周囲に回転させることは、回転速度に限界があり、且つ大きな駆動力を得られる電動機が必要である、更に、そのような環境で成形作業を行なうのは危険である。また、３相の電動機で利用されているように、３相の磁界で形成される回転磁界を用いる方法もあるが、交流磁界のため０．３テスラ（３，０００ガウス）程度と得られる磁界が小さいという難点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電磁石を用いて一方向の水平磁界を発生させその磁界内でダイス、及び下パンチを垂直軸のまわりに回転させることによって、実質的にダイス内の磁性材料に回転磁界を印加させることができ、容易に、１テスラ（１０，０００ガウス）以上の回転磁界が得られる。従って、従来の方式に比較して、有効な磁界領域が広範囲に及ぶので、ラジアル磁界成形における寸法制限及び磁界制限を脱却出来る。
【０００５】図１は従来の一般的な、ラジアル磁場成形の磁場配向の方向を示す断面図図２は本発明の磁場配向の方向を示す断面図である。従来の方法は、上部コアーを通過する磁束と下部コアーを通過する磁束との極を同極とし反発させ、放射状に拡がるように磁路を構成することに依ってダイス内の磁性材料にラジアル方向の磁場を印加させ磁場配向させている。
【０００６】図３は本発明のダイセット部分の断面図である。この方法では、磁場はダイスの左右方向に印加される。一般的には、横磁場と言われている。印加された磁界内でダイス、下パンチ及びダイス内の磁性材料を回転することに依って、磁性材料はラジアル方向に磁場配向される。
【０００７】従来方法では、上部、下部、コアーの断面積に比べて成形される磁性材料の充填の内側面積が等しいか、それ以下でないと、充分な磁場が印加されない、即ちコアーの径に依って成形品の高さが制限される。当然、肉厚にも制限があって、１．５ｍ／ｍで磁場の強さで最大０．５テスラ程度しか得られなかった。本発明に依れば、一方向の水平磁場は、１〜１．５テスラ（１０，０００〜１５，０００ガウス）を得ることは可能であり、成形体の高さの制限や、コアーの径の制限も受けることはない。
【０００８】図４は、本発明のラジアル磁場成形装置のダイセットの部分の平面図である。ダイス１は、ダイスホルダー２に、ダイス押え３ａ，３ｂによって装着されている、ダイス内充填部に、磁性材料４を充填の後、ヨーク５ａ，５ｂ，間に電磁石に依って磁場を印加しながら、電動機６、タイミングベルト７によってダイスホルダー２を、１〜１５０ｒｐｍの速さで回転させ、５００Ｋｇ／ｃｍ２〜１，０００Ｋｇ／ｃｍ２の圧力によって加圧成形する。ヨーク５ａ，５ｂ間のギャップは、１００ｍ／ｍで磁界の強さは１．４〜１．６テスラ（１４，０００〜１６，０００ガウス）である。
【０００９】
【実施例１】１〜２μｍに粉砕したＺ型フェライト粉末を純水中に懸濁させ、ダイス内に充填、ダイスに水平方向の磁場を印加し、ダイスを１００ｒｐｍで回転させながらら上パンチとの間に、濾布を介して水分を排出しながら、１ｔ／ｃｍ２の圧力で加圧成形した。
【００１０】この成形体を、空気中にて、電気炉で１２５０°Ｃで２時間保持し、燒結した後、表面をＸ線回折法で調べたところ、表面は磁化容易軸を含む面に８８％配向していることが見出された。又、この素体の透磁率をインピーダンスアナライザーを用いて調べた結果、磁場を印加しないで成形して、燒結した素体では、６〜８の値に対し、３４、と極めて高い値を示した。これは、本発明の成形方法によって、結晶の配向度が増加したことを表わし回転磁場内での成形が効果的であることを示している。
【００１１】
【実施例２】１〜２μｍに粉砕したＭ型ストロンチュウムフェライト粉末を純水中に懸濁させ、外形３０φ、内径 ２５φのリング成形用の金型に充填し、ダイスに水平方向の磁場を印加しパンチとダイスの間に濾布を挿入して、水分を排出しながら、ダイスを１００ｒｐｍで回転させながら、１ｔ／ｃｍ２の圧力で加圧成形しリング状の成形体を成形した。この成形体を空気中、電気炉で１２３０°Ｃで２時間保持し、燒結した後、素体の表面をＸ線回折法で調べたところ、表面は磁化容易軸に平行に４０％配向していることが見出され、回転磁場の効果が確認された。
【００１２】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によれば、容易に強磁場で、且つ、空間の制限の無い回転磁界を得ることが出来るので、容易磁化軸が面内にある磁性材料を充分に、配向させられる。又、容易磁化軸が軸方向にある磁性材料の軸方向の成形体、いわゆる、ラジアル磁場成形体を、寸法に制限無く、作製出来るので、工業的な利用価値は高い。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９６００８３４５
【氏名又は名称】奥田 佳弘
【識別番号】５９１１８３１８６
【氏名又は名称】木村 修
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| 【出願日】 |
平成１２年７月１１日（２０００．７．１１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３０３０４（Ｐ２００２−３０３０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１月３１日（２００２．１．３１） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２４６５３８（Ｐ２０００−２４６５３８） |
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