专利名称：环形烧结磁铁及其制造方法
技术领域：
本发明涉及在小型马达等中所广泛使用的径向定向的环型烧结磁铁及其制造方法。
背景技术：
作为使用永久磁铁的马达一般使用径向各向异性的环形磁铁。为了得到小型且高输出功率的、并且惯性小的马达，一般使用轴向长的环形磁铁。
通常，在对轴向长的环状磁铁进行磁场成形的情况下，存在如下问题不能得到充分的定向磁场强度，磁性粉末的定向率降低，且不能得到高磁性。
在将环形磁铁进行径向定向的情况下，由于通过将磁性粉末成形为环状的金属模的型芯的磁通量与通过铸模的内径部分的磁通量相等，如果将环形磁铁的内径(金属模的型芯直径)设为Di、将环形磁铁的外径(铸模内径)设为Dd、将环形磁铁的高度(铸模高度)设为H、将通过金属模的型芯的磁通量的磁通量密度设为Bc、将通过铸模内径部分的磁通量密度设为Bd，则满足式(1)的关系。
2×π/4×Di2×Bc＝π×Dd×H×Bd (1)在金属模的型芯中使用S45C等钢材时，由于饱和磁通量密度达到1.5T左右，在上式(1)中Bc＝1.5，如果磁场定向所必要的磁场为1.0T以上，则Bd＝1.0。由上式(1)所得到的能够磁场定向成型的环形磁铁的高度H为式(2)。
H＝3Di2/4Dd (2)通常，在式(2)的值H以上的轴长的环形磁铁的磁场成形的情况下，存在定向性低下的问题。另外，本说明书中所谓的轴长较长的环形磁铁是指高度H比上式(2)的高度更大的情况。
因此，以往制造足够磁场成形的范围的轴长的短磁铁、通过粘合剂等将其接合、来制造必要轴长的磁铁。
以往，已经公开了在能够磁场定向的范围(轴长)内成形磁铁成型体、并通过在金属模内依次层压成型体而形成必要轴长的磁铁的方法(例如参阅专利文献1)。
另一方面，在烧结环形磁铁成型体时，成型体收缩20～30％的尺寸，但是却存在由于成型体内的密度不均以及定向方向与其以外的方向的烧结收缩率的不同以及与烧结盘的摩擦的影响，导致不能均匀收缩、产生变形的问题。
为了解决该问题，以往已经公开了将环形磁铁成型体与约束夹具一起烧结，通过将其添加到约束夹具中来抑制烧结时的变形的方法(参阅例如专利文献2)。
特开平2-281721号公报[专利文献2]特开2001-335808号公报发明内容上述专利文献1的方法，由于通过反复进行将所需要的金属模设置在内装电磁线圈的粉末成型压力机内、供粉填充(将材料供给到金属模中)、磁场成形(在磁场中压缩成形、退磁)、脱模(从金属模中取出成型体)、取出(将成型体从磁场成形机中取出并收纳在容器中)等工序来依次制造成型品，因而生产性能差。此外，为了在磁场成形机内进行全部的处理，对各种动作都有较多的限制。另外，越是下层加压的次数就越多，就难免定向散乱、磁性降低。此外，各层的边界部分还存在由于下层的成型体的影响而导致磁性降低的问题。
另外，在上述专利文献2中，存在必需使用消耗品的约束夹具、以及必须将环形磁铁成型体的中心位置与约束夹具正确地吻合等生产性差的问题。而且，在烧结时，成型体是放置在烧结夹具(定位器)上进行烧结的，由于成型体的下部与定位器的摩擦而阻碍了烧结收缩，特别是变形很大。
本发明是为了解决上述现有的课题而作出的，其目的在于通过生产性良好的方法制造成型精度良好的环形烧结磁铁。
本发明的环形烧结磁铁的制造方法的特征在于包括如下工序通过沿轴向堆积实施了径向定向的多个环状预成型体而形成环状成型体的工序；烧结环状成型体形成环状烧结体的同时、通过将环状预成型体彼此烧结进行结合的工序；分割环状烧结体的工序，并且使得在环状预成型体之间的特定的边界中的烧结后的接合强度变得比其他的边界的接合强度弱，在烧结后接合强度弱的边界进行分割而制得环形烧结磁铁。
根据本发明的环形烧结磁铁的制造方法，能够一体地处理在烧结工序中一体化的多个环形烧结磁铁，因而能够得到如下效果。即，由于能够一体地处理多个环形烧结磁铁，因而能够高效地在工序间进行搬送。此外，由于能够一体地对多个环形烧结磁铁进行内径加工和外径加工，因而能够提高加工的效率。另外，由于能够一体地对多个环形烧结磁铁进行表面处理，因而能够提高处理效率。此外，还能够得到成型精度良好的环状磁铁烧结体。
图1为本发明的实施方式1的环形烧结磁铁的立体图。
图2为本发明的实施方式1的环状烧结体的剖面图。
图3为本发明的实施方式1的环状烧结体的分割的状态的剖面图。
图4为本发明的实施方式1的环形烧结磁铁的剖面图。
图5为本发明的实施方式1的环形烧结磁铁安装在旋转轴上的状态的剖面图。
图6为本发明的实施方式1的环形烧结磁铁的制造装置的结构的俯视图。
图7为表示图6的搬送金属模的结构的俯视图和剖面图。
图8为表示本发明的实施方式1的上冲头形状的剖面图。
图9为说明供粉填充单元的结构及其动作的剖面图。
图10为说明冲头设置单元的结构及其动作的剖面图。
图11为说明磁场成形单元的结构及其动作的剖面图。
图12为加压构件的结构的剖面图。
图13为表示后磁轭的结构的平面图(a)、(c)、A-A剖面图(b)和B-B剖面图(d)。
图14为表示径向定向时的磁通量状态的剖面图。
图15为表示脱模单元的结构的剖面图(b)和从A-A箭头方向观察的俯视图(a)。
图16为用于说明脱模单元的动作的剖面图。
图17为说明成型体脱粉单元的结构及其动作的剖面图。
图18为说明成型体脱粉单元的动作的剖面图。
图19为堆积单元的结构及其动作的剖面图。
图20为堆积单元的结构及其动作的剖面图。
图21为堆积单元的结构及其动作的剖面图。
图22为本发明的实施方式2的环状烧结体的剖面图。
图23为通过分割本发明的实施方式2的环状烧结体得到的环形烧结磁铁的剖面图。
图24为本发明的实施方式3的环状烧结体的剖面图。
图25为本发明的实施方式4的环状烧结体的剖面图。
具体实施例方式
下面，基于附图对用于实施本发明的最佳实施方式进行说明。
实施方式1(1)实施方式1的环形烧结磁铁的构成图1为表示本发明的实施方式1的环形烧结磁铁的立体图。在图1中，本实施方式的环形烧结磁铁100是通过将多层(图3的情况为3层构成)径向定向的磁性粉末所构成的环状预成型体102沿轴向层压，并通过烧结将各个环状预成型体102彼此接合而成的。在此，环状预成型体102之间是通过边界101被烧结一体化。并且，在本实施方式中，在多层环状预成型体102中的最上层部分的环状预成型体102的上面形成有凸起形状部103。另外，虽然图中未示出，最好在该凸起形状部103的侧面上向顶端形成锥度。
(2)实施方式1的环形烧结磁铁的制造方法为了形成所需要的定向磁场，径向定向的环形磁铁的能够一次磁场成形的轴长受到限制。为了制造轴长较长的径向定向的环形磁铁，采用如下方法将可以径向定向的轴长的环状的预成型体102磁场定向地形成，将其从金属模中取出之后沿轴方向堆积多个，通过烧结工序进行一体化。
如图2所示，在本实施方式得到的环形烧结磁铁的制造方法中，为了得到1个环形烧结磁铁，堆积必要的数量或更多的环状预成型体102。并且，在多层环状预成型体102中的特定的预成型体102的上部端面设置环状凸起形状部103。并且，在图2的状态下进行烧结、热处理，使环状预成型体102之间的边界烧结而使之一体化，得到环状烧结体300。环状预成型体102的边界是通过烧结而一体化的，但是，由于具有凸起形状部103的边界的环状预成型体102之间的接触面积小，因此其接合强度也比其他的边界小。
并且，在对烧结一体化的环状烧结体300(图2的状态)的内径部分和外径部分实施精加工之后，如果在实施了用于防腐蚀的表面处理的环状烧结体300的边界部分施加机械弯曲应力，如图3所示，可以得到在具有凸起形状部103的边界部分分割的环形烧结磁铁100。此外，即使不施加机械外力，也能够通过在仅仅在施加用于磁化的脉冲磁场、凭借磁化时的冲击分割上述特定的边界部分。
另外，也可以在分割后实施环状烧结体300的内径部分的精加工。另外，由于如下所述的本实施方式的环状烧结体300具有良好的成型精度，因此可以不在内径部分实施精加工而与旋转轴粘合。
图4为上述分割的1个环形烧结磁铁100的剖面图，图5为将图4的环形烧结磁铁粘合到旋转轴200上的剖面图。如图4所示，可以在图的粗线部分105上实施表面处理，但是被分割的边界部分(凸起形状部103的端面或者凸起形状部103所连接的断面)没有实施表面处理。但是，在与旋转轴200粘合的工序中没有实施表面处理的范围全部被粘合剂(图5的斜线部分)210所覆盖，因而从该部分开始环形烧结磁铁100不会发生腐蚀。
通常，在烧结处理成型体的情况下，成型体被置于铺有敷粉的盘子上并送入烧结炉中。使用敷粉是为了防止烧结体与盘子的粘合。此外，还被用于减少烧结收缩时成型体(烧结体)与盘子的摩擦系数、抑制烧结变形。但是，在烧结环状成型体时，仅通过敷粉并不能完全抑制由于与盘子的摩擦而导致的烧结收缩，并且由于烧结收缩引起变形，与盘子接触的成型体的下部变形成椭圆形，此外，还存在发生尺寸变大等不良情况。
由于本实施方式的环状烧结体沿轴向堆积多个环状预成型体，因而仅仅在最下面的一层出现由于烧结收缩导致的变形，而上部为成型精度良好的环形。因此，例如，如果使最下面的一层的环状预成型体的内径较小地成形以便即使发生收缩变形也能够确保仅够进行精加工的加工余量，虽然仅最下面的一层的加工的加工余量增加，就整体而言，能够得到成型精度良好的环形烧结磁铁。
如上所示，通过将由烧结工序而一体化的多个环形烧结磁铁一体化地进行处理，具有如下效果(a)～(d)。
(a)由于能够一体地搬运多个环形烧结磁铁，因而能够有效地在工序间搬送。
(b)由于能够一体地对多个环形烧结磁铁进行内径加工和外径加工，因而提高了加工的效率。
(c)由于能够一体地对多个环形烧结磁铁进行表面处理，因而提高了处理效果。
(d)可以得到成型精度良好的环形磁铁烧结体。
在上述结构中，在环状预成型体的上端面所形成的凸起形状部103并不限于图中所示的形式，并且只要是能够减少环状预成型体的边界的接触面积的形状，则可以为任何形状。例如，可以考虑环状的圆形剖面、并且在周围方向存在点的凸起形状。此外，并不限于凸起形状，也可以做成用于减少接触面积的凹陷形状。此外，也并不限于环状预成型体的上端面，也可以是在环状预成型体的下端面形成凸起或凹陷的形状。而且，可以是环状预成型体的上端面、下端面双方都具有凸起或凹陷的形状。
(3)实施方式1的环形烧结磁铁的具体的制造工序下面，对本实施方式的环形烧结磁铁的具体的制造工序进行说明。永久磁铁材料使用包含Nd、Dy、Fe、B的钕磁铁合金。对钕磁铁合金实施氢气吸留处理、使用喷射粉碎机的微粉碎处理，得到平均粒径约为5μm的微粉末。以此作为原料成形1层环状预成型体。
图6为用于成形环状预成型体的制造装置的示意图。该制造装置具有用于输送搬送金属模10的传送带2、在搬送金属模10的圆筒状的膜腔内计量并供给磁性粉末进行填充的供粉填充单元3、以能够对用于对搬送金属模10的膜腔内的磁性粉末加压的上冲头进行加压成形的状态设置的冲头设置单元4、在形成上冲头被设置成可加压成形状态的搬送金属模10中进行磁性粉末的磁场加压成形的磁场成形单元5、用于将磁场加压成形后的环状预成型体从搬送金属模10中抽出的脱模单元6、用于除去所抽出的环状预成型体中所附着的多余的磁性粉末的成型体脱粉单元7、用于堆积磁场加压成形后的环状预成型体的层积单元8、除去搬送金属模10上附着的磁性粉末并将搬送金属模10设置成输送状态的金属脱粉/金属模设置单元9。
如图7所示，搬送金属模10具有移动传送带2的托板10a、保持下金属模部分的第一支架10b、柱上的核心10d、下冲头10e、在中心配置核心10d并且形成同时向下冲头10e和核心10d供给磁性粉末的膜腔10h的铸模10f、保持在第2支架10j上的上冲头10g。
图8为表示上冲头10g的形状的剖面图。如后所述，上冲头10g起到从上方对膜腔内的磁性粉末加压的效果。本实施方式的上冲头10g的下端面可以是如图8(a)所示的平面状、如图8(b)所示的形成凹陷部g1的形状、形成如图8(c)所示的锥状凹陷部g2的形状。图8(a)的上冲头10g用于形成上端面为平面状的预成型体102、图8(b)的上冲头10g用于形成在上端面具有凸起形状部的环状预成型体、图8(c)的上冲头10g用于形成在上端面具有锥状凹陷部的环状预成型体。
搬送金属模10首先被送到供粉填充单元3中。图9是用于说明供粉填充单元及其动作的剖面图，在图9(a)的磁性粉末计量工序中，使用振动给料器和重量计测量一定重量的钕磁铁合金的磁性粉末11同时收纳到容器3c中。在图9(b)、(c)的供粉工序中，将磁性粉末11导入搬送金属模10的膜腔10h中的漏斗状的供粉夹具3a和对供给到膜腔中的磁性粉末11进行搅拌的叶片状的夹具(图中未示出)设置在搬送金属模10的铸模10f上，然后将容器3c移动到供粉夹具3a的位置，使其旋转倾斜，将容器3c内的磁性粉末11供给到供粉夹具3a中。然后，通过振动机构3b对供粉夹具3a施加振动并将供粉夹具3a上的全部磁性粉末11转移到膜腔10h内，旋转上述叶片状的夹具的叶片搅拌混合膜腔10h内的磁性粉末11同时使叶片上升填充膜腔内的磁性粉末。通过旋转上述叶片填充磁性粉末11，膜腔内的磁性粉末中所存在的孔穴或者磁性粉末11的桥接被破坏，磁性粉末11被均匀地填充到膜腔10h中。
将在膜腔10h内填充了磁性粉末11的搬送金属模10送到冲头设置单元4中。如图10所示，冲头设置单元4具有捕捉上冲头10g的机械手4a、升降机械手4a并移动被捕捉的上冲头10g的移动机构(图中未示出)。通过该冲头设置单元4，能够将搬送金属模10设置成可以通过上冲头10g加压膜腔内的磁性粉末的状态。
首先，如图10(a)所示，托板10a被输送到冲头设置单元4的阶段中，在规定位置定位。并且，如图10(b)所示，机械手4a下降，捕捉上冲头10g。接着，如图10(c)，机械手4a提升上冲头10g，并向下模的方向运动，如图10(d)所示地下降，并将上冲头10g插入核心10d中，松开上冲头10g，上冲头10g嵌合到膜腔中。由于核心10d的上端部分的直径比膜腔内的直径小0.2mm、并具有3°的锥度，因而即使上冲头插入时托板10a和机械手4a之间的位置存在不足0.1mm的偏差，也不会发生上冲头10g不能插入到核心10d中的不良问题。接着，机械手4a释放上冲头10g后，上升并移动到原来的位置。
然后，搬送金属模被送入到磁场成形阶段。图11为说明磁场成形单元的结构和动作的剖面图，图12为表示加压构件的结构的剖面图，图13为表示后磁轭的结构的示意图。
如图6所示，磁场成形阶段将设置有上冲头10g的搬送金属模10从传送带2上的托板10a转移到磁场成形单元5上，并具有在磁场成形后回到传送带2上的托板10a的移载机构5h。如图11所示，磁场成形单元5具有产生用于定向磁性粉末的定向磁场的上侧及下侧电磁线圈5a(固定在框架上)、使用于对上侧电磁线圈5a和上冲头10g加压的加压构件5c升降的压缩成形机构5b、使包含上侧电磁线圈5a和压缩成形机构5b的上侧框架升降的上下驱动机构、环形弹性部件5j、通过图中未示出的气缸驱动与铸模10f接触的后磁轭5d。
如图12所示，加压构件5c具有加压上冲头的冲头加压部5e、可以按照向冲头加压部5e内部凹陷的方式运动的可动杆5f、位于可动杆5f的背面与冲头加压部5e的内面之间的、将可动杆5f按到核心10d上的弹簧5g。
此外，如图13所示，后磁轭5d为具有嵌合在铸模10f的外径上的半圆状的凹陷部分的一对强磁体。后磁轭5d是按照其厚度中心与铸模10f的厚度中心一致的方式设置的，并通过转移到铸模10f的方向对接。
如图11(a)所示，如果搬送金属模10通过传送带2从冲头设置单元4被传送到磁场形成单元5，金属模部分与支架10b一起通过移载机构5h从托板10a被转移到磁场成形单元5的成形部分。接着，如图11(b)所示，上下驱动机构启动、电磁线圈5a和加压构件5c下降，上侧和下侧框架之间通过卡紧功能固定，同时通过安装在上部框架的下部的环型弹性部件5j将铸模10f固定。然后，后磁轭5d从铸模10f的两侧接近，并紧贴在铸模10f的外周部分。接着，电流流入电磁线圈5a中产生径向磁场，同时，如图11(c)所示，通过下降加压构件5c、加压上冲头10g、并压缩成形膜腔内的磁性粉末，可以得到径向定向的环状预成型体。压缩成形压力为10～100MPa、最好为40MPa，且定向磁场为1T或以上。
图14为表示径向定向的磁通量的状态的剖面图。上侧的线圈5a中所产生的磁场通过作为形成磁通量的强磁性体的加压构件5c，并进入作为相同的强磁性体的可动杆5f，在下侧线圈5a所产生的磁场通过作为强磁性体的磁性体10b并进入核心10d中。下冲头10e和上冲头10g为非磁性体。
如图14所示，由虚线箭头所示的磁通量通过作为强磁性体的可动杆5f和核心10d，并沿直径方向通过作为强磁性体的铸模10f的膜腔10h，在膜腔10h内形成径向定向磁场。
径向定向的环状预成型体和搬送金属模通过移载机构5h回到托板10a上。
在上述磁场成形阶段中，磁场成形时的定向磁场的强度可由流入电磁线圈5a中的电流的大小控制。通过调整各环状预成型体(层部)的成形时的电磁线圈5a的电流，可以控制各个环状预成型体(层部)的定向率。因而，可以形成具有规定的磁性的环状预成型体(层部)。
然后，搬送金属模被送入脱模阶段。图15为表示脱模单元的结构的剖面图(b)和从A-A方向观察的俯视图(a)。脱模单元具有由加压环状预成型体102的气缸6a和上冲头撞块定位部6d所构成的成形加压机构、由将铸模10f推向上方的工作台6c和气缸6b等构成的上推机构。
图16为用于说明脱模过程的剖面图。如图16(a)所示，装载有包含环状预成型体102的搬送金属模的托板10a通过传送带2被搬送到脱模单元6中并停止在规定的位置。气缸6a提升托板10a，上冲头10g与上冲头撞块定位部6d接触，加压环状预成型体102。加压压力为0.1～1MPa。接着，如图16(b)所示，气缸6b启动，工作台6c将铸模10f提升，将环状预成型体102从铸模10f抽出。然后，如图16(c)所示，气缸6a下降，托板10a落在传送带2上。通过传送带2，托板10a在工作台6c所支持的铸模10f下降时移动到置于托板10a上的第2支架10j中所载放的位置，工作台加压缸6b启动，工作台6c下降并在第2支架10j上载放铸模10f。
在将环状预成型体102从搬送金属模10中抽出的过程中，由于在从搬送金属模10抽出的环状预成型体102的上部和位于搬送金属模10内的环状预成型体102的下部之间存在内部应力差，因此抽出了环状预成型体102的上部和位于搬送金属模10内的下部的边界处容易产生裂缝，但是在该脱模单元中，由于环状预成型体102是在加压状态下从铸模10f中抽出的，因此环状预成型体102的上部和下部之间的内部应力差变小，能够防止裂缝的发生。
接着，将搬送金属模10送到成型体脱粉单元7。图17和图18是说明成型体脱粉单元的结构和动作的剖面图。成型体脱粉单元7具有由工作台7a和使工作台7a升降的汽缸7b所组成的升降机构、喷射氮气的喷嘴7c、用于吸入磁性粉末和铁粉回收到集尘机的吸尘管7d。通过使用成型体脱粉单元7除去附着在环状预成型体102上的多余的磁性粉末，能够在下一工序的堆积过程中防止环状预成型体102的倾斜、错位。
如图17(a)所示，脱模后的搬送金属模10通过传送带2移动到成型体脱粉单元7中并停止在规定的位置，汽缸7b启动使工作台7a上升。并且，如图17(b)所示，下冲头10e被支持在工作台7a上而上升，从核心10d抽出环状预成型体102。这时，由于在刮取附着在核心10d外周的磁性粉末的同时环状预成型体102被抽出，因而磁性粉末附着在环状预成型体102的内周端面部分。另外，这时，上冲头10g也同时被抽出，并被载放于第2支架10j上。
如图18(a)所示，在从核心10d抽出环状预成型体102的过程中，环状预成型体102的上面略微从核心10d突出时，上冲头10g被拆除，从喷嘴7c喷出氮气将附着在环状预成型体102表面的磁性粉末吹走，并通过吸引导管7d吸引。然后，如图18(b)所示，进一步将环状预成型体102抽到上方。但是，并不必要将其完全从核心10d上抽出。
图19、图20和图21是用于说明层积单元8的结构和动作的示意图。层积单元8包括具有将环状预成型体102卡紧的机械手8a的卡紧机构、层积环状预成型体102的工作台8b、图中未示出的用于决定机械手8a位置并使之升降、移动的机构、旋转工作台8b的旋转机构。另外，作为卡紧机构，也可以使用电磁夹具。
首先，如图19(a)所示，将卡紧机构的机械手8a从核心10d抽出并使之移动到环状预成型体102的正上方。并且，如图19(b)所示，使机械手8a下降并通过机械手8a卡紧环状预成型体102。卡紧力为0.1～4N。接着，如图20(a)，使机械手8a上升，移动机械手8a的中心使之达到工作台8b的正上方，如图20(b)所示，使机械手8a下降并将环状预成型体102放置在工作台8b上。而且，同样地，如图21(a)和(b)所示，在第1层的环状预成型体102上堆积第2层、第3层的环状预成型体102。
为了得到图1所示的实施方式1的环型烧结磁铁，如图21(a)所示，在第3层环状预成型体102的上端面堆积形成了环状凸起形状部的预成型体。即，如上述图8所示，如果使用按照3台搬送金属模中有1台的比例在上冲头10g上形成有环状凹陷形状的上冲头(图8的(b)或(c))，则可以得到上述结构的环状成型体。上冲头10g的凹陷形状最好如图8(c)那样形成锥形。如果像图8(c)那样使凹陷形状带有锥度，在环状预成型体102从上冲头10g脱模时，将不容易对环状预成型体102造成裂缝等损伤。
在像现有的方法那样通过在成形机上固定金属模进行成形的方式中不能得到这种结构的环状预成型体。如图21(b)所示，在第4层之后，也可以堆积和第1层同样的端面的平坦的环状预成型体102。
在此，如果在环状预成型体102的高度中产生分散不均，在堆积时对环状预成型体102施加了不必要的力(高度较高的情况)，环状预成型体102可能会被压碎。或者，机械手8a在空中释放环状预成型体102，由于下落时所造成的冲击产生破坏。但是，在本实施方式中，1次成形的环状预成型体102的重量是在供粉填充单元3的磁性粉末的计量工序中一定量地计量的，因而，环状预成型体102的高度是恒定的，不会发生在堆积时对环状预成型体102施加不必要的力或施加冲击力的情况。
当堆积工序结束时，搬送金属模10b、10d、10e通过移载机构12回到托板上，并被搬送到进行后续工序的金属模脱粉/金属模设置单元9。金属模脱粉/金属模设置单元9具有除去附着在金属模10上的磁性粉末的除粉机构、在供粉填充单元3中将搬送金属模10的各部分设置成能够供给磁性粉末的初始状态的设置机构。
除粉机构具有能够向搬送金属模的各部分喷射氮气的喷嘴、用于吸引被氮气所吹散的磁性粉末并集尘的吸引机构。设置机构是用于在堆积工序完成后提升在第2支架10j上所载放的铸模10f、并使其在第1支架10b上所载放的下冲头10e上移动的机构。利用除粉机构和设置机构，能够顺畅地进行到下一循环的成型和堆积工序。
将堆积环状预成型体102所得到的环形成型体转移到烧结·热处理炉中，并在规定的温度下进行烧结·热处理，可以得到如图2所示的环状烧结体。然后，按照上述记载的内容进行组装到图5所示的旋转轴上的工序。
实施方式2图22是通过本发明的实施方式2的环型烧结磁铁的制造方法得到的环状烧结体的剖面图。图23是在对一体化的环型烧结磁铁(图22)的内径部分和外径部分进行精加工之后，在实施了用于防腐蚀的表面处理后的环状烧结体的边界部分施加应力，在边界部分分割的环型烧结磁铁的剖面图。
如图22所示，用于得到该环状烧结体301的环状成型体的最下层的环状预成型体102B的厚度比其他的环状预成型体102小，并且在其上端面形成有环状的凸起形状部103。通过敷粉与烧结盘接触的最下层的环状预成型体102B在烧结工序中由于烧结收缩或发生变形、或收缩变小，但是在上部的环状成型体中不产生变形，均匀地收缩。因此，除了最下层的环状预成型体102B的烧结体之外，全部都能够得到成型精度良好的环状烧结体。
由于环型磁铁在后续工序的精加工中需要大量的工时，即使像这样将模型的环状预成型体102B放在最下层进行烧结，由于可以减少总的加工工时，因而能够在本实施方式的制造方法中降低成本。此外，在本实施方式的制造方法中，相对于1个模型的烧结体(环状预成型体102B的烧结体)，可以得到许多环型烧结磁铁100，因而用于制造模型的烧结体用的环状预成型体102B的损失相对于整体而言是很小的，因而是很有价值的。
实施方式3图24是通过本发明的实施方式3的环型烧结磁铁的制造方法得到的环状烧结体的剖面图。在用于得到图24的环型烧结体302的环状预成型体102的特定的边界上，以1～100μm的厚度散布平均粒径为1～100μm的氧化铝粉末104。氧化铝粉末104所散布区域是边界面的面积的1/2或以下的区域。
环状预成型体是通过与在实施方式1所说明的制造方法相同的方法制造的，例如，为了得到图24的环状烧结体302，在成形3层环状预成型体102并进行堆积之后，在第3层环状预成型体102的上端面微量散布氧化铝粉末104。调整散布量以便所散布的氧化铝粉末104所覆盖的范围是该环状预成型体102的上端面的面积的1/2或以下。当氧化铝的粒径、厚度为100μm以上时边界无法接合，因而将氧化铝的粒径、厚度设定为100μm或以下。当氧化铝的粒径、厚度达到1μm以下时边界的接合强度降低，因而将氧化铝的粒径、厚度设定为1μm或以上。并且，通过烧结像这样在特定的边界散布氧化铝粉末的环状成型体，特定的边界的接合强度小，可以得到如图24所示的环状烧结体302。
根据上述实施方式，即使像上述实施方式那样在环状预成型体的端面没有形成凸起形状部或凹陷形状部，也可以通过简单的工序制造在特定的边界的接合强度小的环状烧结体。
另外，在本实施方式中，也可以是使用氧化镁等其他的陶瓷颗粒代替氧化铝。
实施方式4图25是通过本发明的实施方式4的环型烧结磁铁的制造方法得到的环状烧结体的剖面图。在用于得到图25的环型烧结体303的环状预成型体102的特定的边界上，还存在磁场成形时所产生的毛刺、和将成型体从核心抽出时附着在内径一侧的磁性粉末。
在实施方式1中所说明的环状预成型体的制造方法中，在对形成特定的边界的环状预成型体(特定的边界的下层的环状预成型体)成形的情况下，不实施图18所示的脱粉工序，送入下一阶段的层积工序中。通过这样的处理，由于在环状成型体的特定的边界中仍然存在毛刺或多余的磁性粉末，因而该边界不紧贴，如果对其进行烧结，得到特定的边界的接合强度小的环形烧结体303。
根据上述实施方式，即使不在环状预成型体102的轴方向的端面形成凸起形状部或凹陷形状部，或者，即使不散布陶瓷粉末，也可以制造在特定的边界的接合强度小的环状烧结体303。
权利要求
1.一种环形烧结磁铁，沿轴向堆积实施了径向定向的多个环状预成型体，并通过烧结使上述各环状预成型体彼此接合，其特征在于在上述环形烧结磁铁的至少一个轴方向的端面上，形成有凸起形状部或者凹陷形状部。
2.一种环形烧结磁铁的制造方法，其特征在于包括如下工序通过沿轴向堆积实施了径向定向的多个环状预成型体形成环状成型体的工序，烧结上述环状成型体形成环状烧结体的同时、通过烧结将环状预成型体彼此结合的工序，分割环状烧结体的工序，并且使得在环状预成型体之间的特定的边界中的烧结后的接合强度变得比其他的边界的接合强度弱，通过在烧结后接合强度弱的边界进行分割制成环形烧结磁铁。
3.如权利要求2所述的环形烧结磁铁的制造方法，其特征在于上述环形成型体的最下层设置有模型的环形预成型体，使模型的环形预成型体与其上层的环形预成型体之间的边界中的烧结后的接合强度比其他的边界的接合强度弱，同时在烧结后在上述接合强度弱的边界中进行分割制成环形烧结磁铁。
4.如权利要求2所述的环形烧结磁铁的制造方法，其特征在于在面临上述特定边界的环形预成型体的至少一个端面形成凸起形状部或凹陷形状部，在烧结后在该形成有凸起形状部或凹陷形状部的边界进行分割制成环型烧结磁铁。
5.如权利要求2所述的环形烧结磁铁的制造方法，其特征在于在上述环形预成型体之间的特定的边界中，形成粒径为1～100μm、厚度为1～100μm的陶瓷粒子，烧结后在该边界进行分割制成环型烧结磁铁。
6.如权利要求2所述的环形烧结磁铁的制造方法，其特征在于在上述环形预成型体之间的特定的边界中，不除去压缩成形时或脱模时所产生的毛刺、或者附着在特定边界上的磁性粉末，堆积上述环形预成型体，在烧结后在该边界进行分割制成环型烧结磁铁。
7.如权利要求2所述的环形烧结磁铁的制造方法，其特征在于在对烧结一体化的上述环形烧结体的外径部分或内径部分的至少之一实施精加工之后，在上述接合强度弱的边界进行分割。
8.如权利要求7所述的环形烧结磁铁的制造方法，其特征在于在对上述实施了精加工的环状烧结体实施了用于防腐的表面处理之后，在上述接合强度弱的边界进行分割。
全文摘要
本发明的目的在于通过生产性良好的方法制造成型精度良好的环形烧结磁铁。该目的是通过如下工序实现的通过沿轴向堆积实施了径向定向的多个环状预成型体形成环状成型体的工序，烧结环状成型体得到环状烧结体(300)、并通过将环状预成型体(102)彼此烧结进行结合的工序，分割环状烧结体(300)的工序，并且形成例如凸起形状部(103)以便在环状预成型体(102)之间的特定的边界中的烧结后的接合强度变得比其他的边界的接合强度弱，在烧结后具有接合强度弱的凸起形状部(103)的边界进行分割，制成环形烧结磁铁(100)。
文档编号H01F7/02GK1933062SQ20051012490
公开日2007年3月21日 申请日期2005年9月16日 优先权日2005年9月16日
发明者鹈饲义一, 石见泰造, 中原裕治, 山代谕 申请人:三菱电机株式会社