烧结磁铁制造装置的制造方法
【专利说明】烧结磁铁制造装置
[0001]本申请是申请号:200880118720.0，申请日:2008.12.22，发明名称烧结磁铁制造装置”的申请(PCT/JP2008/003877)的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种制造由稀土类-铁-硼系磁铁(RFeB磁铁)和稀土类-钴系磁铁(RCo磁铁)等烧结体构成的烧结磁铁的装置。
【背景技术】
[0003]RFeB磁铁于1982年由佐川(本案发明人)等人发现，其具有远胜于此前的永久磁铁的特性，且具有能够以钕(稀土的一种)、铁及硼这样比较丰富且低廉的原料来制造的优点。因此，RFeB磁铁一直被用于硬盘等的音圈马达、混合动力汽车或电动汽车的驱动用马达、电动辅助型自行车用马达、工业用马达、高级扬声器、头戴式耳机、永久磁铁式磁共振诊断装置等各种产品中。
[0004]RFeB磁铁以具有正方晶的结晶结构且具有磁各向异性的R2Fe14B金属间化合物为主相(专利文献I)。为了提高RFeB磁铁的磁性能，必须充分利用该磁各向异性，因此要通过能够获得致密且均质的微细组织的烧结法来进行制造。
[0005]烧结法中，通常是首先将RFeB磁铁的合金粉末填充至金属模具后，一边利用压制机对合金粉末施压一边施加磁场，同时进行成形及定向处理，继而将成形体自金属模具中取出后进行加热而使之烧结。相对于此，专利文献2中揭示有如下方法:将RFeB磁铁的合金粉末填充至填充煅烧容器(填充工序)，并不进行压制成形而于磁场中对合金粉末进行定向(定向工序)，然后直接进行加热(烧结工序)，由此制造RFeB烧结磁铁。根据该方法，由于不会因压制成形而导致合金粉末的定向混乱，因此能够获得具有更高磁性能的RFeB磁铁。
[0006]另外，专利文献2中揭示有如下的这种烧结磁铁的制造装置，即，在将内部保持为无氧或惰性气体气氛的密闭容器内设置填充机构、定向机构及烧结机构，此外还设置将填充煅烧容器从填充机构运送至定向机构，再从定向机构运送至烧结机构的运送机构。根据该装置，能够贯穿全部工序始终在无氧或惰性气体环境中对合金粉末进行处理，因此能够防止其氧化和磁性能的降低。
[0007]专利文献1:日本专利特开昭59-046008号公报
[0008]专利文献2:日本专利特开2006-019521号公报
[0009]烧结磁铁的制造是以流水(assembly line)作业来进行。即，其进行是填充、定向以及烧结的各操作同时并行。尤其在定向机构中需要对合金粉末施加磁通密度为数特斯拉(tesla)的强磁场，因此难以防止磁场泄漏到定向机构的外部。因此，由于所泄漏的磁场而使力作用于合金粉末，由此将导致在烧结机构中合金粉末的定向混乱、在填充机构中合金粉末的填充出现障碍。
[0010]为了消除这些泄漏磁场的影响，可考虑延长定向机构与烧结机构的距离、以及定向机构与填充机构的距离，但此时便无法避免制造装置的大型化。倘若如此使装置整体大型化，则将产生如下问题，即，用于设置装置所需的空间将增大，由于密闭容器也需要大型化，故用于维持无氧或惰性气体气氛的成本将增大。
[0011]至此是以特别容易受到氧化影响的RFeB磁铁为例进行了说明，但即使在制造较难受到氧化影响而无需使用密闭容器的磁铁时，也同样会产生占据较大空间的问题。
【发明内容】
[0012]本发明所欲解决的问题是，提供一种烧结磁铁制造装置，其能够防止定向工序中所泄漏的磁场的影响。
[0013]用于解决上述问题研制而成的本发明的烧结磁铁制造装置，其中具有如下机构:
[0014]a)填充机构，其将合金粉末填充至填充煅烧容器中；
[0015]b)定向机构，其具有利用磁场使上述填充煅烧容器内的合金粉末定向的空心线圈；
[0016]c)烧结机构，其对于合金粉末进行烧结；
[0017]d)运送机构，其接照上述填充机构、上述定向机构、上述烧结机构的顺序运送上述填充煅烧容器，
[0018]e)以所述空心线圈的轴偏离连接所述填充机构与所述烧结机构的直线的方式配置所述定向机构。
[0019]从空心线圈泄漏的磁场的强度在空心线圈的轴的延长线上最强，在轴的周围则比较弱。因此，当将填充机构、定向机构和烧结机构配置成直线状时，填充机构和烧结机构会强烈地受到泄漏磁场的影响。相对于此，在本发明中，通过使空心线圈的轴偏离连接填充机构与烧结机构的直线而进行配置，与上述直线状配置的情形相比，能够削弱填充机构和烧结机构的位置上的泄漏磁场的强度。
[0020]定向机构能够配置为上述空心线圈的轴朝向与上述直线不同的方向。特别优选为使空心线圈的轴与上述直线正交。另一方面，也可以使空心线圈的轴平行地从上述直线偏离而配置。
[0021]上述运送机构可使用具备主运送机构及副运送机构的运送机构，该主运送机构在连接上述填充机构与上述烧结机构的主运送线上运送上述填充煅烧容器；该副运送机构在连接上述主运送线上的规定位置与上述定向机构的副运送线上运送上述填充煅烧容器。
[0022]优选上述填充机构和上述定向机构收纳于一个密闭容器中，该密闭容器与上述烧结机构连通。
[0023]上述定向机构可作成为将线圈缠绕于上述密闭容器的外壁的一部分的机构。
[0024]根据本发明，能够于填充机构和烧结机构的位置，抑制从定向机构漏出的磁场的强度。因此，能够防止在烧结机构中合金粉末的定向混乱，或在填充机构中合金粉末的填充出现障碍。
[0025]另外，填充机构和烧结机构的位置从泄漏磁场的强度最强的空心线圈轴的延长线上偏离，因此与在该延长线上具有填充机构和烧结乎段的情况相比，可使这些机构更靠近定向机构。由此可使装置小型化。伴随于此，当使用密闭容器时，能够缩小其容积，减少惰性气体的使用量，从而能够抑制运转成本。
【附图说明】
[0026]图1是本发明的烧结磁铁制造装置的第一实施例的概略构成的顶视图。
[0027]图2 (a)、(b)、(c)分别是表示比较例1、比较例2和第一实施例的烧结磁铁制造装置中的磁场从定向机构12泄漏的范围的概略图。
[0028]图3是表示本发明的烧结磁铁制造装置的第二实施例的概略构成的侧视图。
[0029]图4是表示本发明的烧结磁铁制造装置的第三实施例的概略构成的顶视图。
[0030]符号说明
[0031]10,20,30烧结磁铁制造装置
[0032]11、21、31填充机构
[0033]111供粉机构
[0034]112整平机构
[0035]113振动机构
[0036]114扣击机构
[0037]12、22、32定向机构
[0038]121、221空心线圈
[0039]13、23、33烧结机构
[0040]14、24、34运送机构
[0041]141主运送线
[0042]142副运送线
[0043]143中间点
[0044]15、25、35 气氛保持容器
[0045]151突出部
[0046]152外壁
[0047]241主运送机构
[0048]242副运送机构
[0049]26外容器收纳机构
[0050]261填充锻烧容器升降机
[0051]262导件
[0052]263外容器保持器
[0053]51磁场泄漏范围
[0054]52填充煅烧容器
[0055]53外容器
【具体实施方式】
[0056]使用图1?图4来说明本发明的烧结磁铁制造装置的实施例。
[0057][实施例1]
[0058]图1表示本发明的烧结磁铁制造装置的第一实施例10。该烧结磁铁制造装置10具有将合金粉末填充至填充煅烧容器的填充机构11、使填充到煅烧容器中的合金粉末定向的定向机构12 ;使所定向的合金粉末烧结的烧结机构13。定向机构12配置在偏离连接填充机构11与烧结机构13的直线的位置。另外，烧结磁铁制造装置10具有运送填充煅烧容器的运送机构14。此外，烧结磁铁制造装置10具有将填充机构11、定向机构12、烧结机构13和运送机构14保持在无氧或惰性气体气氛中的密闭容器15。以下，对上述各机构作详细说明。
[0059]填充机构11具有:向填充煅烧容器供给合金粉末的供粉机构111 ;将供给到填充煅烧容器的合金粉末的堆积部分整平的整平机构112 ;给填充煅烧容器加盖并利用空气振动器而对合金粉末施加振动的振动机构113 ;通过将填充煅烧容器向台座扣击而对合金粉末施加冲击的扣击机构114。借助振动机构113和扣击机构114，能够不必挤压而高密度地填充合金粉末。例如，如果是平均粒径为3 μ m左右的NdFeB磁铁的微粉末，则能够以3.5?4.0g/μ m3的密度来填充。
[0060]定向机构12虽与填充机构11及烧结机构13大致处于同一平面上，但是配置在偏离连接该两者的直线位置，具体而言，其配置于从填充机构11与烧结机构13之间的中间点143出发，与上述直线垂直并朝横向推进的位置上。与之相应，密闭容器15具有定向机构12的部分突出的突出部151。定向机构12具备产生磁场的空心线圈121，空心线圈121的轴配置在与连接填充机构11和烧结机构13的直线正交的方向(图中的以点划线表示的方向)上。另外，空心线圈121缠绕于突出部151的外壁152，外壁152兼具线圈轴的功能。如此外壁152兼作线圈轴，与在外壁152的外侧另设线圈轴的情况相比，能够缩小空心线圈的内径，提高发生磁场强度。
[0061]烧结机构13由对于从定向机构12运送来的填充煅烧容器直接进行加热的加热炉所构成。加热炉的内部与密闭容器15连通，能够使加热炉内与密闭容器15内这两方维持在无氧或惰性气体气氛中。在加热炉与密闭容器15之间有隔热性的门(未图示)，加热过程中通过关闭该门，能够抑制密闭容器15内的升温，并且能够使加热炉内单独保持无氧或惰性气体气氛。
[0062]运送机构14具有:主运送线141和副运送线142，主运送线141从填充机构11经中间点143向烧结机构13运送填充锻烧容器，副运送线142在中间点143和定向机构12之间沿垂直于主运送线141的方向运送填充煅烧容器。为了避免对定向的合金粉末的影响，运送机构14使用非磁性树脂等制的带式输送机。
[0063]以制造NdFeB烧结磁铁的情况为例，说明本实施例的烧结磁铁制造装置10的操作。
[0064]首先，在填充机构11内将填充煅烧容器配置在供粉机构111的位置。供粉机构111具有称量器，将规定量的NdFe