磁场成形装置的制作方法

专利名称：磁场成形装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在用干式成形法形成铁氧体磁体等时使用的粉末成形 装置。
背景技术：
作为磁体，为了制造成为主流的铁氧体(烧结)磁体，将原料以 规定的配比混合后进行预烧，使其实现铁氧体化，然后将得到的预烧 体粉碎成亚微米尺寸，便得到由铁氧体粒子组成的材料粉末。接着， 将材料粉末投入到磁场成形装置的模腔中，在磁场中进行压縮成形(以 下称其为磁场成形)而得到成形体，然后通过烧结该成形体而得到铁 氧体磁体。
磁场成形大致地划分，具有使材料粉末干燥后进行成形的干式成 形、以及将材料粉末制成浆料状而进行成形的湿式成形。
在磁场成形装置中，将成形结束后的成形体从模具中出模，而在 以干式的方式进行成形的情况下，成形体的出模往往通过用于向模腔 内供给材料粉末的供料箱来进行(例如，参照专利文献l)。
即如图9所示，为了向模腔l内供给材料粉末，使下方开口的供 料箱2在覆盖模腔1的上方的位置与从模腔1向侧方退避的位置之间 往复运动。而且在覆盖模腔1的上方的位置，从下方的开口向模腔1 内供给供料箱2内的材料粉末。此时，在供料箱2上设置有夹头机构 3，用于使前一次的磁场成形循环中成形的成形体100出模。而且在下 次磁场成形循环中，为了进行材料粉末向模腔l内的供给，当供料箱 2从模腔1向侧方退避的位置朝覆盖模腔1的上方的位置前进时，于 前1次的磁场成形循环成形的成形体100由夹头机构3从模腔1的位 置推出，进行出模动作。关于生产效率的提高，对于所有的生产现场都是始终要求的。 在磁场成形装置中，为了使生产效率得以提高，从而使磁场成形 的每l个循环所需要的时间(以下称其为生产节拍时间)縮短，需要
加快供料箱2和夹头机构3的动作(速度和加速度)。但其结果是，成 形体100受到冲击等，从而成形体100有时产生裂纹或缺口等。
另外，进行出模动作时，成形体100与模具表面摩擦，因而有时 也碰伤成形体100。
再者，在使用磁场的磁场成形装置中，如果成形体100出模(推 出)并不充分，则在磁场的作用下，成形体100也有可能被拉回到模 腔1侧。因此，为了切实地使成形体100出模，如果将夹头机构3产 生的推出量增大，则存在的问题是夹头机构3的移动行程加大，从而 生产节拍时间延长，如果欲很好地将成形体100推出，则成形体100 所受到冲击加大。
专利文献l:特开平5-269718号公报

发明内容
本发明是基于上述的技术课题而完成的，其目的在于提供一种磁 场成形装置，其可以切实地进行成形体的出模而不会对品质带来不良 影响，同时能够使生产效率得以提高。
基于这样的目的，本发明涉及一种磁场成形装置，其特征在于， 包括模具部，其具有填充材料粉末的模腔；供料箱，其配置在模腔 的一侧，移动到覆盖模腔上方的开口的位置而向模腔内填充材料粉末； 出模机构，其配置在模腔的另一侧，夹持着材料粉末在模具部于磁场 中通过加压成形而得到成形体，将该成形体从模腔输送到另一侧的离 开位置而出模。
这样，当以夹持着模腔的方式使供料箱和出模机构相对置地配置 时，与供料箱和出模机构在模腔的同一侧一体设置的情况相比较，则 出模机构用于出模的移动行程量减小。于是，如果两者的情况花费相同的时间进行出模，则前者的情况可以减小用于移动的加速度。另外， 如果以相同的最大加速度进行出模动作，则前者的情况出模所需要的 时间縮短，从而带来生产节拍时间的縮短。
这样的通过供料箱进行的材料粉末向模腔的填充动作、以及通过 出模机构进行的成形体的出模动作也可以借助于伸縮缸体等来进行， 但优选设定为通过凸轮驱动来进行的、所谓机械压力机。
通过供料箱进行的材料粉末向模腔的填充动作、以及通过出模机 构进行的成形体的出模动作既可以使其同步整体地动作，也可以分别 独立地动作。在后者的情况下，出模机构的动作不会受到供料箱动作 的限制，因此，可以使动作的最大加速度进一步减小。
另外，当采用出模机构进行成形体的出模时，优选的是在使成形 体从设置于模具部周围的基础平板离开的状态下输送成形体。为了使 成形体从基础平板离开，既可以在出模机构上设置使夹持的成形体升 降的机构，也可以在用出模机构夹持成形体时，使构成模具部的下模 的上表面向基础平板的上方突出。
根据本发明，通过将出模机构以夹持着模腔的方式配置在供料箱 的相反侧，便能够减少出模机构的移动量。如果移动量得以减少，则 即使以同样的时间进行成形体的出模动作，也可以减小其移动速度和 加速度。如果出模动作的速度和加速度得以减小，则可以减小对成形 体所施加的冲击，从而能够抑制成形体的损伤等。换言之，移动速度 和加速度的最大值即使与以前的相同，也可能在比以前短的时间内进 行出模动作，因而能够导致生产节拍时间的縮短。
此外，如果使出模机构和供料箱的动作独立地进行，则出模机构 的动作不受供料箱动作的限制而能够达到最优状态，从而能够进一步 抑制用于出模的加速度，以致上述的效果更加明显。
另外，在采用出模机构进行成形体的出模时，由于成形体处于从 基础平板离开的状态，所以在出模动作中成形体不与基础平板接触， 从而能够防止对成形体的划伤等。这样一来，在本发明中，可能切实地进行成形体的出模而不会对 品质带来不良影响，同时可以使生产效率得以提高。


图1是表示本实施方案的磁场成形装置的构成的侧视图。
图2是磁场成形装置的平面图。
图3是表示供料箱和出模机构整体地进行动作时的动作流程图。 图4是表示接续图3的流程图。
图5是表示为了实现图3和图4的动作的凸轮操作时机(cam timing)的图。
图6是表示供料箱和出模机构独立地进行动作时的动作流程图。 图7是表示接续图6的流程图。
图8是表示为了实现图6和图7的动作的凸轮操作时机的图。 图9是表示以前的整体地设置供料箱和出模机构时的动作流程
图10是表示接续图9的流程图。
图11是表示为了实现图9和图IO的动作的凸轮操作时机的图, 符号说明-
10磁场成形装置
12阴模
14上模
16基础平板
21、 31凸轮板
30出模机构
100成形体
11模腔 13下模 15主轴 20供料箱
22、 32曲柄连杆(arm-link)机构 34、 35夹头爪
具体实施例方式
下面基于附图所示的实施方案，就本发明进行详细的说明。 由本实施方案的磁场成形装置形成的成形体经烧成而得到的铁氧体磁体优选设定为以具有六方晶结构的铁氧体为主相，当将含有选
自Sr、 Ba、 Ca以及Pb之中的至少1种元素、且必须含有Sr的物质 表示为A，将选自稀土类元素(含有Y)以及Bi之中的至少1种元素、 且以La为必须元素的物质表示为R，以及将Co、或Co和Zn表示为M 时，含有A、 R、 Fe以及M;
当由式(1) AnRx (Fe12_yMy) z019 (x、 y、 z为摩尔数)表示时，则满 足以下的条件-
<formula>formula see original document page 8</formula>
这样的铁氧体磁体可以通过以下的工序进行制造。 此外，本实施方案所示的铁氧体磁体的制造工序终究不过是一个 实例，毫无疑问，能够加以适当的变更。 (原料组合物的生成工序) 在制造铁氧体磁体时，首先以规定的配比混合原料粉末。作为原 料，可以使用氧化物粉末、或者通过烧成而变为氧化物的化合物，例 如碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐等粉末。作为更具体的原料粉末的实例， 有Fe203粉末、SrC03粉末、Si02粉末、CaC03粉末。称量Fe203粉末 以及SrC03粉末，使Fe与Sr达到规定的比例(摩尔比)，进而在该混 合物中添加规定量的Si02粉末和CaC03粉末，便得到原料组合物。 (预烧工序)
将得到的原料组合物采用磨碎机等进行规定时间的湿式混合并进 行造粒，使其干燥后以规定温度进行规定时间的预烧，由此便得到预 烧体。
(粉碎工序)
接着，将得到的预烧体在粗粉碎工序中进行粉碎，便得到由铁氧 体粒子组成的预烧粉末。在粗粉碎工序中，用轧制机(rollmill)等进行粗粉碎。
接着在该预烧粉末中添加适当的添加物，在微粉碎工序中粉碎成 亚微米尺寸，得到主要由亚铅酸盐型的铁氧体构成的微粉碎粉末。粗 粉碎工序和微粉碎工序既能够以湿式的方式进行，也能够以干式的方 式进行。但是，预烧体一般由颗粒构成，因而优选的是以干式的方式 进行粗粉碎，接着以湿式的方式进行微粉碎。此时，在粗粉碎工序中 将预烧体粗粉碎成规定以下的粒径，然后在微粉碎工序中调配含有粗 粉碎粉和分散介质的粉碎用浆料，使用该桨料进行直至规定以下粒径 的微粉碎。
在经粗粉碎的预烧体中，例如添加Fe203粉末、La(OH)3粉末、 0)304粉末、Si02粉末、CaC03粉末作为用于提高磁特性的添加剂， 也可以采用磨碎机等进行微粉碎。此外，在调配粉碎用浆料时可以使 用水等作为分散介质。
然后，对含有微粉碎粉末的浆料进行脱水，由此调整固体成分的 浓度，之后在退火炉等中将其进行干燥。
接着，将得到的粉末通过雾化等使其微粒子化，便得到微粒粉末 (材料粉末)。
(磁场成形工序) 使用得到的微粒粉末进行磁场成形，便得到规定形状的成形体。 此时，优选使得到的成形体具有事先设定范围内的密度。
磁场成形在与加压方向平行或垂直的方向外加规定强度的磁场。
(烧成工序、加工工序) 将这样制作的成形体以规定条件进行烧成，便得到烧结体。接着 将烧结体加工成规定的尺寸，便得到作为产品的铁氧体磁体。
在本实施方案中，所形成的铁氧体磁体例如弯曲成其断面大致呈 "C"字形。这样的铁氧体磁体通过设置在旋转线圈的周围，便构成 装入电机中的磁铁等。
在上述工序中的上述磁场成形工序中，使用图1、图2所示的磁场成形装置10。
磁场成形装置10是将微粒粉末填充在模腔11内、通过在磁场中
施以压縮成形而使铁氧体粒子定向、从而形成规定形状的铁氧体磁体 的装置。
模腔11由具有规定的断面形状的、带有贯通开口的阴模12、以 及从下方插入阴模12的贯通开口的下模13所形成。在该模腔11的上 方，配设有能够从上方插入阴模12的贯通开口的上模14。由这些阴 模12、下模13、上模14构成模具部。
再者，为了对填充到模腔ll内的微粒粉末施加规定方向的磁场， 作为磁场施加部的线圈适当地配置在下模13、上模14、阴模12等的 周围(图中省略)。
下模13和上模14的至少一方以伴随着主轴15的旋转而驱动的凸 轮和连杆机构等作为驱动源，能够在使下模13和上模14相互接近和 离开的方向上动作，由此能够在模腔ll内对微粒粉末进行加压成形。
在阴模12的周围设置有与阴模12的上表面处于同一水平的基础 平板16。另外，用于向模腔ll内供给微粒粉末的供料箱20被设置为 能够沿基础平板16的上表面移动。
作为用于使供料箱20沿基础平板16的上表面移动的机构，例如 所具有的机构包括通过主轴15旋转驱动的凸轮板21，以及具有对 该凸轮板21仿形的从动机构22a的曲柄连杆机构22。
借助于这样的机构，通过使凸轮板21转动、从而从动机构22a 在凸轮板21的外周面仿形而使曲柄连杆机构22动作，供料箱20于基 础平板16上，在覆盖模腔ll的上部开口的位置、与为了不干扰上模 14插入模腔11内的动作而从模腔11退避到侧方的位置之间进行往复 动作。
在此，供料箱20在下方开口，在覆盖模腔ll的上部开口的位置, 通过使供料箱20内的微粒子粉末下落到模腔11内而向模腔11进行微 粒子粉末的供给。另外，通过供料箱20从模腔11向侧方退避时的动作，由供料箱20的下端部沿着模腔11上端部滑动刮平模腔11内的微 粒粉末，从而进行微粒粉末的定量供给。
另外，如图2所示，在基础平板16上设置出模机构30，用于使 经过磁场成形工序的成形体100出模而输送到后续工序。
出模机构30被设置为能够沿着导轨33，在基础平板16上朝着 接近、离开模腔11的方向进退。该出模机构30为了夹持成形体100, 具有能够开闭的夹头爪34和35，在夹头爪34和35之间可以夹持成 形体IOO。
这样的出模机构30所具有的机构包括通过主轴i5旋转驱动的 凸轮板31，以及具有对该凸轮板31仿形的从动机构32a的曲柄连杆 机构32。
借助于这样的机构，通过使凸轮板31转动、从而从动机构32a 在凸轮板31的外周面仿形而使曲柄连杆机构32动作，出模机构30 于基础平板16上，在取出模腔11上的成形体100的位置、与用于将 取出的成形体100输送到后续工序的运输机等上的出模位置之间进行 往复动作。
而且，在取出模腔11上的成形体100的位置，夹头爪34和35 闭合而夹持成形体100，在使成形体100出模的位置打开夹头爪和34 和35，从而成形体IOO得以松开。另外，当采用夹头爪34和35夹持 模腔11上的成形体100时，使下模13的上表面移动到基础平板16 的上方，由此，当由夹头爪34和35夹持的成形体100移动到出模位 置时，可以防止成形体100被下模13和基础平板16划伤。
但是，上述供料箱20和出模机构30分别相对于模腔11进退。此 时，也可以使供料箱20和出模机构30的进退动作整体地进行。在此 情况下，上述的凸轮板21和31是相同的机构。
图3和图4表示供料箱20和出模机构30整体地进行进退时的流 程。另外，图5是如上述那样使供料箱20和出模机构30整体地进行 进退动作时的凸轮板21和31的曲线(表示凸轮操作时机的图形)。如图3 (a)所示，使供料箱20前进而向模腔11内供给材料粉末， 然后如图3 (b)所示，使供料箱20后退。此时，出模机构30与供料 箱20的后退动作同步地向模腔11前进，在模腔11的跟前待机。
然后，如图3 (c)所示， 一边施加磁场一边由下模13和上模14 对模腔11内的材料粉末加压，以进行磁场成形。成形结束后，在使上 模14上升的同时，使下模13的上表面上升到不低于基础平板16的水 平。接着如图4 (a)所示，使出模机构30前进到模腔11的位置，以 夹持成形体100。
然后，如图4 (b)所示，使出模机构30后退，使成形体1(K)从 模腔ll出模，并移至用于输送到后续工序的运输机200等上。
在该出模动作的同时，使供料箱20前进，以便向模腔ll供给下 一个循环成形用材料粉末，然后返回到图3 (a)的状态，从而l次循 环的动作结束。以后，反复进行同样的动作循环，依次形成成形体100。
另外，供料箱20和出模机构30的进退动作也能够独立进行。在 此情况下，上述的凸轮板21和31将为各自独立的结构。
图6和图7表示供料箱20和出模机构30的进退动作独立进行时 的流程。另外，图8是该情况下凸轮板21和31的曲线(表示凸轮操 作时机的图形)。
如图6 (a)所示，使供料箱20前进而向模腔11供给材料粉末， 然后如图6 (b)所示，仅使供料箱20后退。
然后，如图6 (c)所示， 一边施加磁场一边由下模13和上模14 对模腔ll内的材料粉末加压，以进行磁场成形。此时，出模机构30 在进行磁场成形的期间，可以前进到模腔11的附近。
成形结束后，在使上模14上升的同时，使下模13的上表面上升 到不低于基础平板16的水平。接着如图7 (a)所示，使出模机构30 前进到模腔ll的位置，以夹持成形体IOO。
此后，如图7 (b)所示，使出模机构30后退，使成形体100从 模腔11出模。在该出模动作进行的同时，使供料箱20前进，以便向模腔11供给下一个循环成形用材料粉末，然后返回到图6 (a)的状 态，从而1次循环的动作结束。在此，为便于比较，对图9所示的、使供料箱2和夹头机构3 — 体化的以前方式的情况也进行了研究。图9和图10表示使供料箱2和夹头机构3 —体化时的流程。另外， 图11是该情况下的凸轮板的曲线(表示凸轮操作时机的图形)。如图9 (a)所示，使供料箱2和夹头机构3前进，从供料箱2向 模腔1供给材料粉末，然后如图9 (b)所示，使供料箱2和夹头机构 3后退。此时；比较图3和图6所示的情况，不仅供料箱2，就连夹头 机构3也必须从模腔1退避到后方，因此其移动距离增大。接着如图9 (c)所示， 一边施加磁场一边由下模13和上模14对 模腔11内的材料粉末加压，以进行磁场成形。成形结束后，使上模 14上升，如图10 (a)所示，使夹头机构3前进到模腔11的位置，以 夹持成形体100。此后，如图10 (b)所示，使夹头机构3前进，使成形体100从 模腔1出模。由此便处于图9 (a)的状态，从而1个循环的动作结束。 在该前进时，使供料箱2停留在模腔1的位置，以进行向模腔1的材 料粉末的供给。而且在此时，夹头机构3必须从模腔1的一侧移动到 另一侧而进行出模动作，因此，比较图4和图7的情况，其移动距离 增大。这样，与使供料箱2和夹头机构3 —体化的以前方式的情况相比 较，只是模腔ll的一侧为出模机构30的移动范围，因此与必须从模 腔一侧向另一侧移动夹头机构3的以前方式的情况相比较，可以减小 夹头机构30的移动量。这从图5、图8、以及图11的凸轮操作时机曲线图中可以清楚地 看出来。这样，通过以夹持模腔11的方式将夹头机构30配置在与供料箱 20相反的一侧，便可以减小出模机构30的移动量。如果移动量得以减小，则即使以相同的时间进行成形体100的出模动作，其移动速度 和加速度也可以减小。与图11相比较，在图5和图8中，表示出模动 作的曲线图的斜率减小。如果出模动作的速度和加速度减小，则可以 减小对成形体100所施加的冲击，从而能够抑制成形体100的损伤等。 换言之，即使移动速度和加速度的最大值与以前相同，也可以在比以 前更短的时间内进行出模动作，因而能够縮短生产节拍时间。此外，如图6和图7所示，如果使出模机构30和供料箱20的动 作独立的进行，则在模腔11的一侧可以使出模机构30的动作达到最 优化，从而可以进一步抑制用于出模的加速度，上述的效果将会更加 显著。另外，在采用出模机构30夹持成形体100时，使下模13的上表 面向基础平板16的上方突出，被夹持的成形体100处于浮出基础平板 16的上方的状态，因此在出模动作中，成形体100不与基础平板16 接触，从而能够防止对成形体100的划伤等。这样，在本发明中，能够切实地进行成形体100的出模而不会对 品质产生不良影响，同时能够使生产效率得以提高。此外，在上述实施方案中已经就磁场成形装置10的结构进行了说 明，但只要不脱离本发明的主旨，取舍选择上述实施方案所列举的结 构，或者适当地变更为其它结构都是可能的。
权利要求
1.一种磁场成形装置，其特征在于，包括模具部，其具有填充材料粉末的模腔；供料箱，其配置在所述模腔的一侧，移动到覆盖所述模腔上方的开口的位置而向所述模腔内填充所述材料粉末；出模机构，其配置在所述模腔的另一侧，夹持着所述材料粉末在所述模具部于磁场中通过加压成形而得到成形体，将该成形体从所述模腔输送到所述另一侧的离开位置而出模。
2. 根据权利要求l所述的磁场成形装置，其特征在于通过所述 供料箱进行的所述材料粉末向所述模腔的填充动作、以及通过所述出 模机构进行的所述成形体的出模动作分别独立地进行。
3. 根据权利要求1或2所述的磁场成形装置，其特征在于通过 所述供料箱进行的所述材料粉末向所述模腔的填充动作、以及通过所 述出模机构进行的所述成形体的出模动作由凸轮驱动来进行。
4. 根据权利要求1或2所述的磁场成形装置，其特征在于当采 用所述出模机构使所述成形体出模时，在使所述成形体从设置于所述 模具部周围的基础平板离开的状态下输送所述成形体。
5. 根据权利要求l所述的磁场成形装置，其特征在于使通过所 述供料箱进行的所述材料粉末向所述模腔的填充动作、以及通过所述 出模机构进行的所述成形体的出模动作同步且整体地动作。
6. 根据权利要求5所述的磁场成形装置，其特征在于所述填充 动作和所述出模动作由同一凸轮驱动来进行。
7. 根据权利要求4所述的磁场成形装置，其特征在于所述供料 箱以能够沿所述基础平板的上表面移动的方式进行设置。
8. 根据权利要求4所述的磁场成形装置，其特征在于所述出模机构被设置为在所述基础平板上能够朝着接近、离开所述模腔的方 向进退。
9. 根据权利要求4所述的磁场成形装置，其特征在于 所述模具部包括具有规定的断面形状且带有贯通开口的阴模，从下方插入所述贯通开口的下模，以及能够从上方插入所述贯通开口 的上模；在所述出模机构夹持所述成形体时，使所述下模的上表面位于所 述基础平板的上方。
10. 根据权利要求1所述的磁场成形装置，其特征在于所述出 模机构具有多个用于夹持所述成形体的能够开闭的夹头爪，在所述夹 头爪之间夹持着所述成形体。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种磁场成形装置，其可以切实地进行成形体的出模而不会对品质带来不良影响，同时能够使生产效率得以提高。其以夹持模腔(11)的方式将出模机构(30)配置在与供料箱(20)相反的一侧，可以减少出模机构(30)的移动量，抑制出模动作的最大加速度，减小对成形体(100)所施加的冲击，同时能够缩短生产节拍时间。此外，优选的是使出模机构(30)与供料箱(20)的动作独立地进行，并使出模机构(30)的动作不受供料箱(20)的动作的限制而最优地动作，由此可以进一步抑制用于出模的最大加速度。
文档编号H01F41/02GK101299389SQ20081007418
公开日2008年11月5日 申请日期2008年2月27日 优先权日2007年2月27日
发明者渡边恒树 申请人:Tdk株式会社