成形嵌合装置および位置決め方法
【課題】リング状部材をキャビティに対してずれなく位置決めできる、成形嵌合装置および位置決め方法を提供する。
【解決手段】成形嵌合装置１０は、キャビティ５８と同軸上に設けられる上パンチ２２と、バックヨーク２０４を保持するための保持ユニット７４とを備える。保持ユニット７４は、水平方向に移動可能な移動部材８４と、移動部材８４に設けられ移動部材８４と共に移動可能な一対のクランパ１１４とを含む。一対のクランパ１１４は移動部材８４の貫通孔９４と同軸上にバックヨーク２０４を保持する。貫通孔９４に上パンチ２２が進入し貫通孔９４がキャビティ５８と同軸上に位置するように移動部材８４が移動することによって、一対のクランパ１１４に保持されるバックヨーク２０４がキャビティ５８と同軸上に位置決めされる。
【解決手段】成形嵌合装置１０は、キャビティ５８と同軸上に設けられる上パンチ２２と、バックヨーク２０４を保持するための保持ユニット７４とを備える。保持ユニット７４は、水平方向に移動可能な移動部材８４と、移動部材８４に設けられ移動部材８４と共に移動可能な一対のクランパ１１４とを含む。一対のクランパ１１４は移動部材８４の貫通孔９４と同軸上にバックヨーク２０４を保持する。貫通孔９４に上パンチ２２が進入し貫通孔９４がキャビティ５８と同軸上に位置するように移動部材８４が移動することによって、一対のクランパ１１４に保持されるバックヨーク２０４がキャビティ５８と同軸上に位置決めされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成形嵌合装置および位置決め方法に関し、より特定的には、成形体をリング状部材に嵌合させる成形嵌合装置およびそれにおけるリング状部材の位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、成形体の一例であるリング状ボンド磁石をリング状部材の一例であるバックヨークの内周面に接着剤を用いて接着し、ヨーク一体型ボンド磁石を製造することが知られている。しかし、接着剤を用いてヨーク一体型ボンド磁石を製造する場合、プレス作業と接着作業とを別々に行う必要があるので、生産性が悪く、製造コストが上昇してしまうという問題があった。また、リング状ボンド磁石とバックヨークとの間に接着剤を均一に塗布することは困難であるので、リング状ボンド磁石とバックヨークとを同軸上に配置することが困難であった。このために接着剤を用いたヨーク一体型ボンド磁石をハードディスクドライブのスピンドルモータに用いると、データの読み取りミスや回転時の騒音等、ハードディスクドライブの性能を低下させるおそれがあった。また、接着剤に含まれる成分が揮発し、ヨーク一体型ボンド磁石が用いられる機器に悪影響を与えるおそれがあった。
【０００３】
このような理由から接着剤を用いることなく成形体とリング状部材とを一体的に設ける技術が種々提案されている。その一例として、たとえば特許文献１には、キャビティ内に成形体用の粉末とリング状部材用の粉末とを順次装填しプレスすることによって、キャビティ内で成形体とリング状部材とを一体的に設ける技術が開示されている。しかし、特許文献１の技術では、キャビティから取り出す際に生じる応力の開放（スプリングバック）やその後の熱硬化処理等のために、一体的に設けられた成形体とリング状部材との寸法が変化してしまうという問題があった。つまり、製品の最終的な寸法精度が悪いという問題があった。また、リング状部材の材質として熱硬化性樹脂等を用いる必要があるので、リング状部材の材質が限定され、必要な強度を確保できないおそれがあった。
【０００４】
また、他の例として、特許文献２には、常温で成形体の外径よりも小さな内径を有するリング状部材を加熱・膨張させ、これに成形体を嵌合させる技術が開示されている。しかし、特許文献２の技術では、リング状部材を加熱する作業が必要であり、生産性が悪いという問題があった。また、加熱されたリング状部材に成形体を嵌合させるので、リング状部材の熱が成形体に伝達され、成形体の特性が変化してしまうおそれがあった。
【０００５】
そこで、本願出願人は特許文献３において、キャビティ内の粉末をプレスする際にパンチが挿通するように金型上にリング状部材を配置し、キャビティから成形体を取り出す際のスプリングバックを利用して成形体をリング状部材に嵌合させる技術を提案している。この技術によれば、上述のような問題がなく、成形体をリング状部材に嵌合できる。
【特許文献１】特開平７−１６９６３３
【特許文献２】特開２００２−２２３５３９
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００６／００１３０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スプリングバックによって成形体をリング状部材に嵌合させる場合、キャビティの外径とリング状部材の内径との寸法差（クリアランス）は、スプリングバックによる成形体の膨張率を考慮して数１０μｍ程度に設定される。このために、リング状部材をキャビティに対して高精度に位置決めすることが要求され、リング状部材がキャビティに対してわずかにずれてもプレスの際にリング状部材にパンチが接触しリング状部材にかじりが生じる等のおそれがあった。
【０００７】
それゆえに、この発明の主たる目的は、リング状部材をキャビティに対してずれなく位置決めできる、成形嵌合装置および位置決め方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の成形嵌合装置は、成形体を成形し成形体をリング状部材に嵌合させる成形嵌合装置であって、キャビティが形成される金型、金型の上方でキャビティと同軸上に設けられキャビティ内に充填された粉末をプレスして成形体を得るためのパンチ、およびリング状部材を保持する保持手段を備え、保持手段は、パンチが挿通される貫通孔を有しパンチが貫通孔に進入することによって貫通孔がキャビティと同軸上に位置するように移動する移動部材と、移動部材と共に移動可能に移動部材に設けられ金型上で貫通孔と同軸上にリング状部材を保持するためのクランプ機構とを含む。
【０００９】
請求項２に記載の成形嵌合装置は、請求項１に記載の成形嵌合装置において、クランプ機構は、リング状部材の外周面を挟持する一対のクランパを含み、一対のクランパはそれぞれ、リング状部材の外周面に圧接する圧接部と、リング状部材の内側に臨まされないようにリング状部材の上端面に接する突起部とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の成形嵌合装置は、請求項１または２に記載の成形嵌合装置において、貫通孔を通過するようにリング状部材を落下させ保持手段にリング状部材を供給する供給手段、およびパンチが貫通孔を挿通可能なプレス位置あるいは供給手段によってリング状部材が供給される供給位置に保持手段を配置するために保持手段を移動させる移動手段をさらに含み、保持手段は、供給位置で供給手段からのリング状部材を受け止めかつプレス位置でリング状部材を金型上に落下させるためのシャッタ機構をさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の成形嵌合装置は、請求項３に記載の成形嵌合装置において、シャッタ機構は、貫通孔の下端開口部よりも下側でリング状部材を保持することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の成形嵌合装置は、請求項３に記載の成形嵌合装置において、シャッタ機構は、リング状部材の外周面を挟持することによって貫通孔と同軸上にリング状部材を保持する一対のシャッタを含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の成形嵌合装置は、請求項３から５のいずれかに記載の成形嵌合装置において、保持手段は、クランプ機構とシャッタ機構とを同期して動作させるためのロータリカムをさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の成形嵌合装置は、請求項６に記載の成形嵌合装置において、パンチを下降させる力を利用してロータリカムを回転させる駆動手段をさらに含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の成形嵌合装置は、請求項７に記載の成形嵌合装置において、保持手段は、クランプ機構によってリング状部材を保持した状態でロータリカムの回転を規制するためのラッチ機構をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の成形嵌合装置は、請求項３から８のいずれかに記載の成形嵌合装置において、供給手段は、リング状部材が装填されるマガジンを含み、マガジンは、リング状部材の内径よりもわずかに小さな外径を有しリング状部材を挿通する棒状部材を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の成形嵌合装置は、請求項９に記載の成形嵌合装置において、マガジンは、棒状部材と同軸上に配置され棒状部材が挿通されるリング状部材の外周面を覆う筒状部材をさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の位置決め方法は、金型のキャビティと同軸上に設けられるパンチでキャビティに充填された粉末をプレスすることによって成形体を得、成形体をリング状部材に嵌合させる成形嵌合装置における、リング状部材の位置決め方法であって、粉末をプレスする際に移動部材に設けられる貫通孔にパンチを進入させることによって移動部材を移動させ、移動部材に設けられるクランプ機構によって貫通孔と同軸上に保持されるリング状部材をキャビティと同軸上に位置決めする。
【００１９】
請求項１に記載の成形嵌合装置では、粉末をプレスする際に移動部材の貫通孔にパンチが進入することによって、貫通孔がキャビティと同軸上に位置するように移動部材が移動する。これに伴って、移動部材と共に移動するクランプ機構によって貫通孔と同軸上に保持されるリング状部材が、キャビティと同軸上に位置決めされる。このように、リング状部材をキャビティに対してずれなく位置決めできるので、リング状部材にかじりが生じることを防止できる。請求項１１に記載の位置決め方法についても同様である。
【００２０】
請求項２に記載の成形嵌合装置では、一対のクランパがそれぞれ、圧接部でリング状部材の外周面に圧接し、突起部でリング状部材の上端面に接する。これによって、キャビティ内の成形体を下方からリング状部材に嵌合させる際にリング状部材が上方にずれることを防止でき、成形体をリング状部材に適正に嵌合できる。
【００２１】
請求項３に記載の成形嵌合装置では、シャッタ機構が、供給手段によって供給位置で落下させて供給されるリング状部材を受け止めかつプレス位置でリング状部材を金型上に落下させる。これによって、金型上で引きずることなくリング状部材を金型上に配置でき、リング状部材がキャビティに嵌まり込むことを防止できる。
【００２２】
請求項４に記載の成形嵌合装置では、シャッタ機構が貫通孔の下端開口部よりも下側でリング状部材を保持する。このようにリング状部材を金型に近い位置で保持することによって、リング状部材を適正な姿勢で落下させ金型上に供給することができ、リング状部材がキャビティに嵌まり込んでしまうことを防止できる。また、金型に近い位置から傾きなくリング状部材を落下させることによって、リング状部材の跳ね上がりを抑制でき、クランプ機構によって迅速にリング状部材を保持できる。これによって、装置における一連の動作のサイクルタイムを短縮でき、生産性を向上できる。
【００２３】
請求項５に記載の成形嵌合装置では、シャッタ機構の一対のシャッタが、リング状部材の外周面を挟持し、移動部材の貫通孔ひいてはキャビティと同軸上にリング状部材を保持する。これによって、リング状部材をキャビティに対してずれなく落下させることができ、より確実にリング状部材をキャビティに対してずれなく位置決めできる。また、一対のシャッタによってリング状部材の外周面を挟持することによって、リング状部材の底面を支持する場合に比べて、姿勢を悪化させることなくリング状部材を落下させることができる。
【００２４】
請求項６に記載の成形嵌合装置では、ロータリカムを回転させることによってクランプ機構とシャッタ機構とを同期して動作させるので、クランプ機構を動作させる機構とシャッタ機構を動作させる機構とを別に設ける必要がなく、簡素に構成できる。
【００２５】
請求項７に記載の成形嵌合装置では、パンチを下降させる力を利用して駆動手段がロータリカムを回転させるので、クランプ機構とシャッタ機構とを動作させるための動力源を別に準備する必要がなく、より簡素に構成できる。また、ロータリカムがパンチの下降に伴って回転し、クランプ機構とシャッタ機構とを動作させるので、一連の動作を迅速に行うことができる。したがって、サイクルタイムを短縮でき、生産性を向上できる。また、従来の成形のみを行う成形装置と比較して、同等のサイクルタイムで成形体の成形および成形体とリング状部材との嵌合を行うことができ、生産性を低下させることがない。
【００２６】
請求項８に記載の成形嵌合装置では、ラッチ機構がロータリカムの回転を規制することによってクランプ機構がリング状部材を保持した状態を維持でき、規制を解除することによってリング状部材を所望のタイミングで解放できる。
【００２７】
請求項９に記載の成形嵌合装置では、供給手段のマガジンにおいてリング状部材の内径よりもわずかに小さな外径を有する棒状部材がリング状部材を挿通し、棒状部材から滑り落とすようにリング状部材が保持手段に供給される。これによって、リング状部材を安定した姿勢で落下させ保持手段のシャッタ機構に供給できる。
【００２８】
請求項１０に記載の成形嵌合装置では、マガジンの筒状部材を移動部材の貫通孔に進入させることによって、貫通孔がマガジンに装填されたリング状部材と同軸上に位置するように、移動部材を移動させることができる。これによって、リング状部材を貫通孔に対してずれなく落下させることができ、リング状部材を適正な姿勢で保持手段のシャッタ機構に供給できる。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、リング状部材をキャビティに対してずれなく位置決めできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図１を参照して、この発明の一実施形態の成形嵌合装置１０は、ダイフロート方式のプレス装置であって、図２に示すような円環状のヨーク一体型ボンド磁石２００を作製するために用いられる。ヨーク一体型ボンド磁石２００は、成形嵌合装置１０において、成形体の一例であるリング状（ここでは円環状）ボンド磁石２０２をリング状部材の一例である円環状のバックヨーク２０４にスプリングバックを利用して嵌合させることによって作製される。バックヨーク２０４としては、内径がキャビティ５８（後述）の外径よりも数１０μｍ（たとえば約３０μｍ）程度大きなものが用いられる。
【００３１】
図１に示すように、成形嵌合装置１０は、ダイリティーナ１２を含む。ダイリティーナ１２にはダイ・コア一体型の金型１４が挿入され、金型１４は金型押え金１６によってダイリティーナ１２に固定される。ダイリティーナ１２の上面には上パンチガイドポスト１８が立設され、上パンチガイドポスト１８によって上パンチプレート２０が上下方向（矢印Ｚ方向）に案内される。
【００３２】
上パンチプレート２０の底面には、上パンチ２２を保持するための上パンチ座金２４と上パンチ押え金２６とが設けられる。上パンチ２２は、略円筒状に形成され、大径部と小径部とを上下に並べて構成される。上パンチ２２は、上パンチ押え金２６によって上パンチ座金２４に押え付けられ、上パンチ座金２４に固定される。
【００３３】
また、上パンチプレート２０には、保持ユニット７４（後述）を動作させるための２つの押圧機構２８が設けられる。押圧機構２８は、上パンチプレート２０に挿通される棒状部材３０、上パンチプレート２０の上面に設けられ棒状部材３０を矢印Ｚ方向に移動可能に保持する保持部材３２、棒状部材３０の下端部に設けられる押圧部材３４、および上パンチプレート２０と押圧部材３４との間に配置され棒状部材３０が挿通されるばね３６を含む。
【００３４】
さらに、上パンチプレート２０の上面にはプレス上部ラム３８が接続される。プレス上部ラム３８が上パンチプレート２０を矢印Ｚ方向に移動させることによって、上パンチ２２を金型１４のキャビティ５８（後述）に対して進退させることができ、キャビティ５８に充填された粉末をプレスしてリング状ボンド磁石２０２を得ることができる。また、２つの押圧機構２８を矢印Ｚ方向に移動させることができ、保持ユニット７４を動作させることができる。
【００３５】
図３および図４に示すように、金型１４は、略円筒状に形成されるダイ４０と、ダイ４０の底面に固定されるダイ下部プレート４２と、ダイ下部プレート４２上に固定されるコア４４とを含む。ダイ４０は横断面円形状の孔４６と孔４６よりも径が大きくかつ孔４６に連通する空洞部４８とを有し、コア４４は孔４６および空洞部４８内に配置される。金型１４において、コア４４の上端面とダイ４０の上面とは略面一となる。
【００３６】
また、ダイ４０の下方には、下パンチホルダ５０が配置される。下パンチホルダ５０のシャフト部５０ａは、ダイ下部プレート４２およびコア４４の下部に形成される貫通孔を挿通し、ダイ４０の空洞部４８内に臨まされる。シャフト部５０ａの上端面には、下パンチ座金５２、下パンチ５４および下パンチ押え金５６が順次配置される。略円筒状に形成される下パンチ５４は、下パンチ押え金５６によって下パンチ座金５２に押え付けられ、下パンチ座金５２上に固定される。
【００３７】
図４に示すように、このような金型１４では、下パンチ５４の上部が孔４６内に臨まされることによって、ダイ４０とコア４４と下パンチ５４とによってリング状（ここでは円環状）のキャビティ５８が形成される。
【００３８】
図１に戻って、下パンチホルダ５０は、下パンチホルダ座金６０上に配置され、下パンチホルダ押え金６２によって下パンチホルダ座金６０に押え付けられ、下パンチホルダ６０上に固定される。下パンチホルダ座金６０は、図示しない脚部によって支持されるベースプレート６４上に固定される。ひいては下パンチ５４が固定される。
【００３９】
また、ダイリティーナ１２の底面は、ベースプレート６４を挿通するポール６６を介して下部連結基台６８に接続され、下部連結基台６８はプレス下部ラム７０に接続される。プレス下部ラム７０によってダイリティーナ１２を矢印Ｚ方向に移動させることができ、ダイフローティングが可能となる。
【００４０】
また、ダイリティーナ１２の上面には、矢印Ｚ方向に直交する方向（矢印Ｘ方向）に延びるレール７２が設けられる。レール７２は矢印Ｚ方向および矢印Ｘ方向に直交する方向（矢印Ｙ方向）に２つ並べて設けられ、２つのレール７２の間にはバックヨーク２０４を保持するための保持ユニット７４が設けられる（図５参照）。
【００４１】
さらに、ダイリティーナ１２の上面には、保持ユニット７４にバックヨーク２０４を供給するための供給ユニット７６と、保持ユニット７４を矢印Ｘ方向に移動させるための移動ユニット７８とが設けられる。供給ユニット７６は、金型１４と移動ユニット７８との間に配置され、バックヨーク２０４を落下させ保持ユニット７４に供給する。つまり、バックヨーク２０４を保持ユニット７４に落下供給する。
【００４２】
保持ユニット７４は、移動ユニット７８によって矢印Ｘ方向に移動され、上パンチ２２が貫通孔９４（後述）を挿通可能なプレス位置あるいは供給ユニット７６からのバックヨーク２０４が貫通孔９４を通過可能な供給位置に配置される。図１においては、プレス位置に配置された保持ユニット７４が実線で示され、供給位置に配置された保持ユニット７４が一点鎖線で示されている。
【００４３】
ここで、図５〜図１１を参照して、保持ユニット７４について詳しく説明する。
図５に示すように、保持手段である保持ユニット７４は、四角形の枠状に形成され２つのレール７２によって矢印Ｘ方向に移動可能に保持される外フレーム８０、四角形の枠状に形成され間隙を有して外フレーム８０内に配置される内フレーム８２、および略四角形状の板状に形成され間隙を有して内フレーム８２内に配置される移動部材８４を含む。
【００４４】
図６に示すように、内フレーム８２は、複数（ここでは４つ）のスライドベアリング８６を介して外フレーム８０内に取り付けられる。スライドベアリング８６は、外フレーム８０の内周面に固定されるスライダ８６ａと内フレーム８２の底面に固定されるスライダ８６ｂとを含み、内フレーム８２を外フレーム８０内で矢印Ｘ方向に移動可能に配置する。移動部材８４は、複数（ここでは４つ）のスライドベアリング８８を介して内フレーム８２内に取り付けられる。スライドベアリング８８は、内フレーム８２の底面に固定されるスライダ８８ａと移動部材８４の底面に固定されるスライダ８８ｂとを含み、移動部材８４を内フレーム８２内で矢印Ｙ方向に移動可能に配置する。このように内フレーム８２が外フレーム８０内に取り付けられかつ移動部材８４が内フレーム８２内に取り付けられることによって、移動部材８４が矢印Ｘ方向および矢印Ｙ方向に移動可能となる。つまり、移動部材８４を水平方向に移動可能に配置できる。
【００４５】
図７および図８に示すように、移動部材８４の中央部には矢印Ｚ方向に延びる円筒部９０が設けられる。また、移動部材８４には、それぞれ矢印Ｚ方向に貫通しかつ矢印Ｘ方向に延びる２つのガイド孔９２ａが円筒部９０を挟んで矢印Ｘ方向に並ぶように形成され、それぞれ矢印Ｚ方向に貫通しかつ矢印Ｙ方向に延びて内フレーム８２に及ぶ２つのガイド孔９２ｂが円筒部９０を挟んで矢印Ｙ方向に並ぶように形成される。
【００４６】
円筒部９０は、保持ユニット７４がプレス位置にあるとき上パンチ２２が挿通可能でありかつ保持ユニット７４が供給位置にあるときバックヨーク２０４が通過可能な貫通孔９４を有する。貫通孔９４は、横断面円形状に形成され、大径部と小径部とを上下に並べて構成される。貫通孔９４の大径部には、上端開口部近傍で内周面に沿って複数（ここでは６つ）のガイドローラ９６が設けられる。
【００４７】
また、円筒部９０の外周面には、ベアリング９８を介してロータリカム１００が回転可能に設けられる。図５に示すように、ロータリカム１００には、反時計回り方向かつ周縁部側に延びるガイド孔１０２ａが移動部材８４のガイド孔９２ａに対応して２つ形成され、反時計回り方向かつ中心側に延びるガイド孔１０２ｂが移動部材８４のガイド孔９２ｂに対応して２つ形成される。
【００４８】
また、図６に示すように、移動部材８４の底面には、供給位置で供給ユニット７６（図１参照）からのバックヨーク２０４を受け止めかつプレス位置でバックヨーク２０４をダイ４０（図１参照）上に落下させるためのシャッタ機構１０４と、ダイ４０上でバックヨーク２０４を保持するためのクランプ機構１０６とが設けられる。
【００４９】
シャッタ機構１０４は、一対のシャッタ１０８とスライドベアリング１１０とを含む。一対のシャッタ１０８は、それぞれ２つのスライドベアリング１１０を介して移動部材８４の底面に取り付けられ、貫通孔９４の下端開口部を挟むように矢印Ｘ方向に対向配置される。一対のシャッタ１０８の対向面側にはそれぞれ、バックヨーク２０４の下端面を支持するための支持部１０８ａが設けられる。スライドベアリング１１０は、移動部材８４の底面に固定されるスライダ１１０ａとシャッタ１０８の上面に固定されるスライダ１１０ｂとを含み、シャッタ１１０を矢印Ｘ方向に移動可能に配置する。
【００５０】
また、一対のシャッタ１０８の上面にはそれぞれ、移動部材８４のガイド孔９２ａを挿通する棒状部材１１２ａが立設される。棒状部材１１２ａの上端部近傍にはベアリング１１３ａが回転可能に設けられ、ベアリング１１３ａはロータリカム１００のガイド孔１０２ａに嵌入する。これによって、一対のシャッタ１０８とロータリカム１００とが連結され、ロータリカム１００の回転に伴って一対のシャッタ１０８を矢印Ｘ方向かつ互いに近づく方向あるいは矢印Ｘ方向かつ互いに離れる方向に移動させることができる。つまり、ロータリカム１００の回転に伴って、シャッタ機構１０４の一対のシャッタ１０８を矢印Ｘ方向に開閉させることができる。
【００５１】
クランプ機構１０６は、一対のクランパ１１４とスライドベアリング１１６とを含む。一対のクランパ１１４は、それぞれ２つのスライドベアリング１１６を介して移動部材８４の底面に取り付けられ、貫通孔９４の下端開口部を挟むように矢印Ｙ方向に対向配置される。一対のクランパ１１４の対向面側にはそれぞれバックヨーク２０４の外周面に圧接する圧接部１１４ａが設けられ、圧接部１１４ａにはバックヨーク２０４の内側に臨まされないようにバックヨーク２０４の上端面に接する突起部１１４ｂが設けられる。スライドベアリング１１６は、移動部材８４の底面に固定されるスライダ１１６ａとクランパ１１４の側面に固定されるスライダ１１６ｂとを含み、クランパ１１４を矢印Ｙ方向に移動可能に配置する。
【００５２】
また、一対のクランパ１１４の上面にはそれぞれ、移動部材８４のガイド孔９２ｂを挿通する棒状部材１１２ｂが立設される。棒状部材１１２ｂの上端部近傍にはベアリング１１３ｂが回転可能に設けられ、ベアリング１１３ｂはロータリカム１００のガイド孔１０２ｂに嵌入する。これによって、一対のクランパ１１４とロータリカム１００とが連結され、ロータリカム１００の回転に伴って一対のクランパ１１４を矢印Ｙ方向かつ互いに近づく方向あるいは矢印Ｙ方向かつ互いに離れる方向に移動させることができる。つまり、ロータリカム１００の回転に伴って、クランプ機構１０６の一対のクランパ１１４を矢印Ｙ方向に開閉させることができる。
【００５３】
また、図９に示すように、保持ユニット７４には、ロータリカム１００を回転させるための駆動機構１１８が設けられる。駆動機構１１８は、移動部材８４の上面に固定されるベースプレート１２０、ベースプレート１２０上に立設されるガイドポスト１２２、ガイドポスト１２２の上端部に固定されるカバープレート１２４、ベースプレート１２０とカバープレート１２４との間に配置されガイドポスト１２２によって矢印Ｚ方向に案内される移動プレート１２６、移動プレート１２６を挿通する回転軸１２８、回転軸１２８に設けられロータリカム１００に係合するギア１３０、およびベースプレート１２０と移動プレート１２６との間に配置されガイドポスト１２２が挿通されるばね１３２を含む。
【００５４】
回転軸１２８は、移動プレート１２６のねじ孔１２６ａに挿通され、外周面に形成される図示しないねじ山でねじ孔１２６ａの内周面に形成される図示しないねじ山に係合する。移動プレート１２６は、ばね１３２によって支持され、上面に形成される２つの被押圧部材１２６ｂがそれぞれ押圧機構２８の押圧部材３４に押圧されることによって矢印Ｚ方向下側に移動する。これに伴って、回転軸１２８およびギア１３０が回転し、ロータリカム１００を所定角度で回転させる。この実施形態では、２つの押圧機構２８と駆動機構１１８とによって駆動手段が構成される。
【００５５】
ちなみに、押圧機構２８では、上パンチプレート２０の下降に伴ってばね３６が収縮し押圧部材３４を矢印Ｚ方向下側に付勢することによって、被押圧部材１２６ｂを押圧する。通常、キャビティ５８内の粉末は数１０ｔの圧力でプレスされるが、そのような大きな圧力を被押圧部材１２６ｂに直接的に加えると駆動機構１１８が壊れてしまうおそれがある。したがって、押圧機構２８には、駆動機構１１８を壊すことがない程度に押圧部材３４を付勢するばねがばね３６として用いられる。
【００５６】
このような駆動機構１１８が押圧機構２８による押圧でロータリカム１００を回転させることによって、シャッタ機構１０４の一対のシャッタ１０８とクランプ機構１０６の一対のクランパ１１４とが同期して動作する。具体的には、プレス位置に配置された保持ユニット７４において、図５に示す状態から図１０に示す状態にロータリカム１００を時計回りに回転させることによって、一対のシャッタ１０８が開くと共に一対のクランパ１１４が閉じる。これによって、一対のシャッタ１０８からダイ４０（図１参照）上にバックヨーク２０４を落下供給でき、ダイ４０上で一対のクランパ１１４によってバックヨーク２０４を保持できる。
【００５７】
図１１からわかるように、一対のクランパ１１４は、貫通孔９４の中心とバックヨーク２０４（一点鎖線で示す）の中心とが矢印Ｚ方向に一致するようにバックヨーク２０４を保持する。つまり、一対のクランパ１１４はバックヨーク２０４を貫通孔９４と同軸上に保持する。
【００５８】
さらに、図５に示すように、移動部材８４の上面隅部には、ロータリカム１００の回転を規制するラッチ機構１３４が設けられる。ラッチ機構１３４は、円弧状に曲がる角柱状に形成されロータリカム１００の上面に固定されるガイド１３６、移動部材８４の上面隅部に立設される配置台１３８、配置台１３８の上面に回動可能に設けられるレバー１４０、および配置台１３８とレバー１４０とを連結するばね１４２を含む。レバー１４０の一方端部にはローラ１４０ａが設けられ、ばね１４２はローラ１４０ａがガイド１３６の側面に圧接するようにレバー１４０を付勢する。
【００５９】
このようなラッチ機構１３４では、図５に示す状態からロータリカム１００が時計回りに回転することによって、ガイド１３６が移動し、レバー１４０のローラ１４０ａがガイド１３６の側面を転がる。そして、図１０に示すように、ロータリカム１００が所定角度回転することによってローラ１４０ａがガイド１３６の角部に引っ掛かる。駆動機構１１８では押圧機構２８による押圧が解除されるとばね１３２によって付勢される移動プレート１２６が矢印Ｚ方向上側に移動しようとする。つまり、駆動機構１１８は、押圧の解除によってロータリカム１００を図１０に示す状態から図５に示す状態に復元しようとする。しかし、レバー１４０のローラ１４０ａがガイド１３６に引っ掛かることによってロータリカム１００の回転を規制できる。つまり、ラッチ機構１３４によってプレス後に一対のクランパ１１４がバックヨーク２０４ひいてはヨーク一体型ボンド磁石２００を保持した状態を維持でき、ヨーク一体型ボンド磁石２００を所望のタイミング（位置）で解放できる。この実施形態では、ダイリティーナ１２上にレバー１４０の他方端部を押圧するための押圧部材１４３が設けられ、供給位置でヨーク一体型ボンド磁石２００が解放される（図１参照）。供給位置で解放されたヨーク一体型ボンド磁石２００は、図示しないシュータによって成形嵌合装置１０の外部に排出される。
【００６０】
図１に戻って、供給手段である供給ユニット７６は、本体１４４と、本体１４４によって保持され複数のバックヨーク２０４が矢印Ｚ方向に装填されるマガジン１４６と、マガジン１４６に装填される下から１番目のバックヨーク２０４の底面を支持する一対のシャッタ１４８と、下から２番目のバックヨーク２０４の外周面を挟持する一対のクランパ１５０とを含む。
【００６１】
マガジン１４６は、バックヨーク２０４の内径よりもわずかに小さな外径を有し複数のバックヨーク２０４を挿通する棒状部材１５２と、上パンチ２２と略同径の外径を有する円筒状に形成され棒状部材１５２が挿通されるバックヨーク２０４の外周面を覆うように棒状部材１５２と同軸上に配置される筒状部材１５４とを含む。マガジン１４６は、本体１４４内に設けられる図示しない駆動機構によって矢印Ｚ方向に移動可能に設けられる移動アーム１５５ａ，１５５ｂによって保持される。移動アーム１５５ａは棒状部材１５２の外周面かつ上端部近傍を挟持し、移動アーム１５５ｂは筒状部材１５４の外周面かつ中央部近傍を挟持する。
【００６２】
このような供給ユニット７６では、一対のクランパ１５０によって下から２番目のバックヨーク２０４を挟持した状態で一対のシャッタ１４８が開かれる。これによって、下から１番目のバックヨーク２０４が、棒状部材１５２と筒状部材１５４との間を滑り落ち、保持ユニット７４に落下供給される。
【００６３】
また、移動手段である移動ユニット７８は、クランク１５６、クランク１５６を回転させるモータ１５８、およびクランク１５６と保持ユニット７４とを連結するシャフト１６０を含む。移動ユニット７８では、クランク１５６を回転させることによって、シャフト１６０を矢印Ｘ方向の一方（図１では右側）に引っ張り、保持ユニット７４をプレス位置から供給位置に移動させる。また、クランク１５６を回転させることによって、シャフト１６０を矢印Ｘ方向の他方（図１では左側）に押し出し、保持ユニット７４を供給位置からプレス位置に移動させる。
【００６４】
ついで、このような成形嵌合装置１０の主要動作について説明する。
まず、保持ユニット７４が供給位置に配置された状態で、供給ユニット７６の本体１４４内に設けられる駆動機構がマガジン１４６を矢印Ｚ方向下側に移動させる。これによって、筒状部材１５４が貫通孔９４の大径部に進入し、筒状部材１５４の外周面にガイドローラ９６が接する。これに伴って、貫通孔９４がマガジン１４６に装填されたバックヨーク２０４と同軸上に位置するように、移動部材８４が移動する。そして、図１２に示すように、マガジン１４６の下から１番目のバックヨーク２０４が一対のシャッタ１０８の支持部１０８ａ上に落下供給される。このとき、金型１４のキャビティ５８内には、図示しないフィーダーボックスによってリング状ボンド磁石２０２の材料であるボンド磁石用粉末が充填される。
【００６５】
つづいて、マガジン１４６を矢印Ｚ方向上側に移動させた後に保持ユニット７４をプレス位置に移動させ、上パンチ２２および押圧機構２８の押圧部材３４を下降させる。これによって、移動プレート１２６が押圧部材３４によって矢印Ｚ方向下側に押圧され、ロータリカム１００が回転し、ダイ４０上にバックヨーク２０４が落下供給される。その後、上パンチ２２の小径部が貫通孔９４の大径部に進入する。
【００６６】
そして、図１３に示すように、押圧部材３４の下降が進み、ロータリカム１００の回転が進むことによって一対のクランパ１１４によってバックヨーク２０４が保持される。また、上パンチ２２の下降が進み、上パンチ２２の大径部が貫通孔９４の大径部に進入することによって、ガイドローラ９６が上パンチ２２の外周面に接する。これによって、貫通孔９４がキャビティ５８と同軸上に位置するように移動部材８４が移動し、一対のクランパ１１４に保持されるバックヨーク２０４が上パンチ２２およびキャビティ５８と同軸上に位置決めされる。その後、図１４に示すように、上パンチ２２がバックヨーク２０４を挿通し、上パンチ２２と下パンチ５４とによってキャビティ５８内の粉末がプレスされ、キャビティ５８内でリング状ボンド磁石２０２が成形される。
【００６７】
つづいて、ダイリティーナ１２を矢印Ｚ方向下側に移動させることによって、図１５に示すように、上パンチ２２と下パンチ５４とに挟まれるリング状ボンド磁石２０２がキャビティ５８内から露出し、下方に移動するバックヨーク２０４にスプリングバックによって嵌合される。
【００６８】
その後、上パンチ２２とダイリティーナ１２とを矢印Ｚ方向上側に移動させ、保持ユニット７４を供給位置に移動させる。保持ユニット７４の供給位置への移動に伴ってラッチ機構１３４のレバー１４０が押圧部材１４３によって押圧され、ばね１４２による付勢に逆らってレバー１４０が回転し、ロータリカム１００が反時計回りに回転する。これによって、供給位置で、一対のクランパ１４４が開き、ヨーク一体型ボンド磁石２００が解放されシュータによって排出される。また、一対のシャッタ１０８が閉じてバックヨーク２０４を受け取り可能になる。
【００６９】
このような成形嵌合装置１０によれば、粉末をプレスする際に移動部材８４の貫通孔９４に上パンチ２２が進入することによって、貫通孔９４がキャビティ５８と同軸上に位置するように移動部材８４が移動する。これに伴って、移動部材８４と共に移動する一対のクランパ１１４によって貫通孔９４と同軸上に保持されるバックヨーク２０４が、キャビティ５８と同軸上に位置決めされる。したがって、キャビティ５８の外径とバックヨーク２０４の内径との寸法差（クリアランス）が数１０μｍ程度であっても、バックヨーク２０４をキャビティ５８に対して高精度にずれなく位置決めできる。これによって、バックヨーク２０４のかじり等を防止できる。
【００７０】
一対のクランパ１１４がそれぞれ、突起部１１４ｂでバックヨーク２０４の上端面に接することによって、リング状ボンド磁石２０２をバックヨーク２０４に嵌合させる際にバックヨーク２０４が上方にずれることを防止でき、リング状ボンド磁石２０２をバックヨーク２０４に適正に嵌合できる。
【００７１】
シャッタ機構１０４の一対のシャッタ１０８が、供給位置で落下供給されるバックヨーク２０４を支持部１０８ａで受け止めかつプレス位置でバックヨーク２０４をダイ４０上に落下させる。これによって、ダイ４０上で引きずることなくバックヨーク２０４をダイ４０上に配置でき、バックヨーク２０４がキャビティ５８に嵌まり込むことを防止できる。
【００７２】
一対のシャッタ１０８が貫通孔９４の下端開口部よりも下側でバックヨーク２０４を保持する。このようにリング状部材をダイ４０に近い位置で保持することによって、バックヨーク２０４をダイ４０上に適正な姿勢で落下させることができ、バックヨーク２０４がキャビティ５８に嵌まり込んでしまうことを防止できる。また、ダイ４０に対して低い位置からバックヨーク２０４を傾きなく落下させることによって、バックヨーク２０４の跳ね上がりを抑制できる。これによって、一対のクランパ１１４が迅速にリング状部材を保持でき、一連の動作のサイクルタイムを短縮でき、生産性を向上できる。
【００７３】
ロータリカム１００を回転させることによってクランプ機構１０６とシャッタ機構１０４とを同期して動作させるので、クランプ機構１０６を動作させる機構とシャッタ機構１０４を動作させる機構とを別に設ける必要がなく、簡素に構成できる。また、ロータリカム１００が上パンチ２２の下降に伴って回転し、クランプ機構１０６とシャッタ機構１０４とを動作させるので、バックヨーク２０４の落下供給とバックヨーク２０４の保持とを迅速に行うことができる。したがって、より一層、サイクルタイムを短縮でき、生産性を向上できる。また、従来の成形のみを行う成形装置と比較して、同等のサイクルタイムでリング状ボンド磁石２０２の成形およびリング状ボンド磁石２０２とバックヨーク２０４との嵌合を行うことができ、生産性を低下させることがない。
【００７４】
駆動機構１１８が押圧機構２８の押圧によってロータリカム１００を回転させるので、クランプ機構１０６とシャッタ機構１０４とを動作させるための動力源を別に準備する必要がなく、より簡素に構成できる。
【００７５】
マガジン１４６において、バックヨーク２０４を棒状部材１５２から滑り落とすことによって、バックヨーク２０４を安定した姿勢で落下させることができ、バックヨーク２０４を適正な姿勢で保持ユニット７４のシャッタ機構１０４に供給できる。
【００７６】
マガジン１４６の筒状部材１５４を貫通孔９４に進入させることによって、貫通孔９４がマガジン１４６に装填されたバックヨーク２０４と同軸上に位置するように、移動部材８４を移動させることができる。これによって、バックヨーク２０４を貫通孔９４に対してずれなく落下させることができ、バックヨーク２０４を適正な姿勢で保持ユニット７４のシャッタ機構１０４に供給できる。
【００７７】
なお、シャッタ機構に用いられるシャッタは上述のシャッタ１０８に限定されない。たとえば図１６に示す保持ユニット７４ａのように、それぞれ２本のアーム１０９を有する一対のシャッタ１０８ａによってバックヨーク２０４（一点鎖線で示す）の外周面を挟持し、バックヨーク２０４を貫通孔９４と同軸上に保持するようにしてもよい。このような一対のシャッタ１０８ａを含むシャッタ機構１０４ａによれば、バックヨーク２０４をキャビティ５８に対してずれなく落下供給でき、より確実にバックヨーク２０４をキャビティ５８に対してずれなく位置決めできる。また、一対のシャッタ１０８ａによってバックヨーク２０４の外周面を挟持することによって、バックヨーク２０４の底面を支持する場合に比べて、姿勢を悪化させることなくバックヨーク２０４を落下させることができる。
【００７８】
また、保持ユニット７４，７４ａの各構成要素は押しねじ等を用いてその位置を微調整可能であることが好ましい。保持ユニット７４の各構成要素の位置を微調整可能にすることによって保持ユニット７４，７４ａの組み立て精度を向上させることができる。ひいては、バックヨーク２０４をより高精度に位置決めできる。
【００７９】
また、上述の実施形態では、成形体としてリング状ボンド磁石２０２を得る場合について説明したが、成形体の形状はこれに限定されない。たとえば、成形体を円板状に形成するようにしてもよい。また、成形体を横断面多角形状に形成するようにしてもよい。この場合リング状部材は成形体の外形に対応する形状のものが用いられる。
【００８０】
さらに上述の実施形態では、ダイフローティング方式の成形嵌合装置１０について説明したが、この発明はこれに限定されない。たとえば、上パンチと下パンチとを上下方向に移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明の一実施形態を示す図解図である。
【図２】ヨーク一体型ボンド磁石の一例を示す斜視図解図である
【図３】金型を縦方向に切断したときの斜視図解図である。
【図４】金型を示す断面図解図である。
【図５】保持ユニットを示す平面図解図である。
【図６】保持ユニットを示す底面図解図である。
【図７】保持ユニットのＡ１−Ａ１（図５）断面図解図である。
【図８】保持ユニットのＡ２−Ａ２（図５）断面図解図である。
【図９】保持ユニットの側面図解図である。
【図１０】一対のクランパが閉じた状態の保持ユニットを示す平面図解図である。
【図１１】一対のクランパが閉じた状態の保持ユニットを示す底面図解図である。
【図１２】供給ユニットによる保持ユニットへのバックヨークの供給態様を示す図解図である。
【図１３】バックヨークの位置決め態様を示す図解図である。
【図１４】キャビティ内に充填された粉末のプレス態様を示す図解図である。
【図１５】バックヨークへのリング状ボンド磁石の嵌合態様を示す図解図である。
【図１６】他の例のシャッタが用いられる保持ユニットを示す底面図解図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 成形嵌合装置
２２ 上パンチ
２８ 押圧機構
３０，１１２ａ，１１２ｂ，１５２ 棒状部材
７４，７４ａ 保持ユニット
７６ 供給ユニット
７８ 移動ユニット
８４ 移動部材
８６，８８，１１０，１１６ スライドベアリング
９４ 貫通孔
１００ ロータリカム
１０４，１０４ａ シャッタ機構
１０６ クランプ機構
１０８，１０８ａ シャッタ
１１４ クランパ
１１４ａ 圧接部
１１４ｂ 突起部
１１８ 駆動機構
１３４ ラッチ機構
１４６ マガジン
１５４ 筒状部材
２０２ リング状ボンド磁石
２０４ バックヨーク
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成形嵌合装置および位置決め方法に関し、より特定的には、成形体をリング状部材に嵌合させる成形嵌合装置およびそれにおけるリング状部材の位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、成形体の一例であるリング状ボンド磁石をリング状部材の一例であるバックヨークの内周面に接着剤を用いて接着し、ヨーク一体型ボンド磁石を製造することが知られている。しかし、接着剤を用いてヨーク一体型ボンド磁石を製造する場合、プレス作業と接着作業とを別々に行う必要があるので、生産性が悪く、製造コストが上昇してしまうという問題があった。また、リング状ボンド磁石とバックヨークとの間に接着剤を均一に塗布することは困難であるので、リング状ボンド磁石とバックヨークとを同軸上に配置することが困難であった。このために接着剤を用いたヨーク一体型ボンド磁石をハードディスクドライブのスピンドルモータに用いると、データの読み取りミスや回転時の騒音等、ハードディスクドライブの性能を低下させるおそれがあった。また、接着剤に含まれる成分が揮発し、ヨーク一体型ボンド磁石が用いられる機器に悪影響を与えるおそれがあった。
【０００３】
このような理由から接着剤を用いることなく成形体とリング状部材とを一体的に設ける技術が種々提案されている。その一例として、たとえば特許文献１には、キャビティ内に成形体用の粉末とリング状部材用の粉末とを順次装填しプレスすることによって、キャビティ内で成形体とリング状部材とを一体的に設ける技術が開示されている。しかし、特許文献１の技術では、キャビティから取り出す際に生じる応力の開放（スプリングバック）やその後の熱硬化処理等のために、一体的に設けられた成形体とリング状部材との寸法が変化してしまうという問題があった。つまり、製品の最終的な寸法精度が悪いという問題があった。また、リング状部材の材質として熱硬化性樹脂等を用いる必要があるので、リング状部材の材質が限定され、必要な強度を確保できないおそれがあった。
【０００４】
また、他の例として、特許文献２には、常温で成形体の外径よりも小さな内径を有するリング状部材を加熱・膨張させ、これに成形体を嵌合させる技術が開示されている。しかし、特許文献２の技術では、リング状部材を加熱する作業が必要であり、生産性が悪いという問題があった。また、加熱されたリング状部材に成形体を嵌合させるので、リング状部材の熱が成形体に伝達され、成形体の特性が変化してしまうおそれがあった。
【０００５】
そこで、本願出願人は特許文献３において、キャビティ内の粉末をプレスする際にパンチが挿通するように金型上にリング状部材を配置し、キャビティから成形体を取り出す際のスプリングバックを利用して成形体をリング状部材に嵌合させる技術を提案している。この技術によれば、上述のような問題がなく、成形体をリング状部材に嵌合できる。
【特許文献１】特開平７−１６９６３３
【特許文献２】特開２００２−２２３５３９
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００６／００１３０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スプリングバックによって成形体をリング状部材に嵌合させる場合、キャビティの外径とリング状部材の内径との寸法差（クリアランス）は、スプリングバックによる成形体の膨張率を考慮して数１０μｍ程度に設定される。このために、リング状部材をキャビティに対して高精度に位置決めすることが要求され、リング状部材がキャビティに対してわずかにずれてもプレスの際にリング状部材にパンチが接触しリング状部材にかじりが生じる等のおそれがあった。
【０００７】
それゆえに、この発明の主たる目的は、リング状部材をキャビティに対してずれなく位置決めできる、成形嵌合装置および位置決め方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の成形嵌合装置は、成形体を成形し成形体をリング状部材に嵌合させる成形嵌合装置であって、キャビティが形成される金型、金型の上方でキャビティと同軸上に設けられキャビティ内に充填された粉末をプレスして成形体を得るためのパンチ、およびリング状部材を保持する保持手段を備え、保持手段は、パンチが挿通される貫通孔を有しパンチが貫通孔に進入することによって貫通孔がキャビティと同軸上に位置するように移動する移動部材と、移動部材と共に移動可能に移動部材に設けられ金型上で貫通孔と同軸上にリング状部材を保持するためのクランプ機構とを含む。
【０００９】
請求項２に記載の成形嵌合装置は、請求項１に記載の成形嵌合装置において、クランプ機構は、リング状部材の外周面を挟持する一対のクランパを含み、一対のクランパはそれぞれ、リング状部材の外周面に圧接する圧接部と、リング状部材の内側に臨まされないようにリング状部材の上端面に接する突起部とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の成形嵌合装置は、請求項１または２に記載の成形嵌合装置において、貫通孔を通過するようにリング状部材を落下させ保持手段にリング状部材を供給する供給手段、およびパンチが貫通孔を挿通可能なプレス位置あるいは供給手段によってリング状部材が供給される供給位置に保持手段を配置するために保持手段を移動させる移動手段をさらに含み、保持手段は、供給位置で供給手段からのリング状部材を受け止めかつプレス位置でリング状部材を金型上に落下させるためのシャッタ機構をさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の成形嵌合装置は、請求項３に記載の成形嵌合装置において、シャッタ機構は、貫通孔の下端開口部よりも下側でリング状部材を保持することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の成形嵌合装置は、請求項３に記載の成形嵌合装置において、シャッタ機構は、リング状部材の外周面を挟持することによって貫通孔と同軸上にリング状部材を保持する一対のシャッタを含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の成形嵌合装置は、請求項３から５のいずれかに記載の成形嵌合装置において、保持手段は、クランプ機構とシャッタ機構とを同期して動作させるためのロータリカムをさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の成形嵌合装置は、請求項６に記載の成形嵌合装置において、パンチを下降させる力を利用してロータリカムを回転させる駆動手段をさらに含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の成形嵌合装置は、請求項７に記載の成形嵌合装置において、保持手段は、クランプ機構によってリング状部材を保持した状態でロータリカムの回転を規制するためのラッチ機構をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の成形嵌合装置は、請求項３から８のいずれかに記載の成形嵌合装置において、供給手段は、リング状部材が装填されるマガジンを含み、マガジンは、リング状部材の内径よりもわずかに小さな外径を有しリング状部材を挿通する棒状部材を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の成形嵌合装置は、請求項９に記載の成形嵌合装置において、マガジンは、棒状部材と同軸上に配置され棒状部材が挿通されるリング状部材の外周面を覆う筒状部材をさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の位置決め方法は、金型のキャビティと同軸上に設けられるパンチでキャビティに充填された粉末をプレスすることによって成形体を得、成形体をリング状部材に嵌合させる成形嵌合装置における、リング状部材の位置決め方法であって、粉末をプレスする際に移動部材に設けられる貫通孔にパンチを進入させることによって移動部材を移動させ、移動部材に設けられるクランプ機構によって貫通孔と同軸上に保持されるリング状部材をキャビティと同軸上に位置決めする。
【００１９】
請求項１に記載の成形嵌合装置では、粉末をプレスする際に移動部材の貫通孔にパンチが進入することによって、貫通孔がキャビティと同軸上に位置するように移動部材が移動する。これに伴って、移動部材と共に移動するクランプ機構によって貫通孔と同軸上に保持されるリング状部材が、キャビティと同軸上に位置決めされる。このように、リング状部材をキャビティに対してずれなく位置決めできるので、リング状部材にかじりが生じることを防止できる。請求項１１に記載の位置決め方法についても同様である。
【００２０】
請求項２に記載の成形嵌合装置では、一対のクランパがそれぞれ、圧接部でリング状部材の外周面に圧接し、突起部でリング状部材の上端面に接する。これによって、キャビティ内の成形体を下方からリング状部材に嵌合させる際にリング状部材が上方にずれることを防止でき、成形体をリング状部材に適正に嵌合できる。
【００２１】
請求項３に記載の成形嵌合装置では、シャッタ機構が、供給手段によって供給位置で落下させて供給されるリング状部材を受け止めかつプレス位置でリング状部材を金型上に落下させる。これによって、金型上で引きずることなくリング状部材を金型上に配置でき、リング状部材がキャビティに嵌まり込むことを防止できる。
【００２２】
請求項４に記載の成形嵌合装置では、シャッタ機構が貫通孔の下端開口部よりも下側でリング状部材を保持する。このようにリング状部材を金型に近い位置で保持することによって、リング状部材を適正な姿勢で落下させ金型上に供給することができ、リング状部材がキャビティに嵌まり込んでしまうことを防止できる。また、金型に近い位置から傾きなくリング状部材を落下させることによって、リング状部材の跳ね上がりを抑制でき、クランプ機構によって迅速にリング状部材を保持できる。これによって、装置における一連の動作のサイクルタイムを短縮でき、生産性を向上できる。
【００２３】
請求項５に記載の成形嵌合装置では、シャッタ機構の一対のシャッタが、リング状部材の外周面を挟持し、移動部材の貫通孔ひいてはキャビティと同軸上にリング状部材を保持する。これによって、リング状部材をキャビティに対してずれなく落下させることができ、より確実にリング状部材をキャビティに対してずれなく位置決めできる。また、一対のシャッタによってリング状部材の外周面を挟持することによって、リング状部材の底面を支持する場合に比べて、姿勢を悪化させることなくリング状部材を落下させることができる。
【００２４】
請求項６に記載の成形嵌合装置では、ロータリカムを回転させることによってクランプ機構とシャッタ機構とを同期して動作させるので、クランプ機構を動作させる機構とシャッタ機構を動作させる機構とを別に設ける必要がなく、簡素に構成できる。
【００２５】
請求項７に記載の成形嵌合装置では、パンチを下降させる力を利用して駆動手段がロータリカムを回転させるので、クランプ機構とシャッタ機構とを動作させるための動力源を別に準備する必要がなく、より簡素に構成できる。また、ロータリカムがパンチの下降に伴って回転し、クランプ機構とシャッタ機構とを動作させるので、一連の動作を迅速に行うことができる。したがって、サイクルタイムを短縮でき、生産性を向上できる。また、従来の成形のみを行う成形装置と比較して、同等のサイクルタイムで成形体の成形および成形体とリング状部材との嵌合を行うことができ、生産性を低下させることがない。
【００２６】
請求項８に記載の成形嵌合装置では、ラッチ機構がロータリカムの回転を規制することによってクランプ機構がリング状部材を保持した状態を維持でき、規制を解除することによってリング状部材を所望のタイミングで解放できる。
【００２７】
請求項９に記載の成形嵌合装置では、供給手段のマガジンにおいてリング状部材の内径よりもわずかに小さな外径を有する棒状部材がリング状部材を挿通し、棒状部材から滑り落とすようにリング状部材が保持手段に供給される。これによって、リング状部材を安定した姿勢で落下させ保持手段のシャッタ機構に供給できる。
【００２８】
請求項１０に記載の成形嵌合装置では、マガジンの筒状部材を移動部材の貫通孔に進入させることによって、貫通孔がマガジンに装填されたリング状部材と同軸上に位置するように、移動部材を移動させることができる。これによって、リング状部材を貫通孔に対してずれなく落下させることができ、リング状部材を適正な姿勢で保持手段のシャッタ機構に供給できる。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、リング状部材をキャビティに対してずれなく位置決めできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図１を参照して、この発明の一実施形態の成形嵌合装置１０は、ダイフロート方式のプレス装置であって、図２に示すような円環状のヨーク一体型ボンド磁石２００を作製するために用いられる。ヨーク一体型ボンド磁石２００は、成形嵌合装置１０において、成形体の一例であるリング状（ここでは円環状）ボンド磁石２０２をリング状部材の一例である円環状のバックヨーク２０４にスプリングバックを利用して嵌合させることによって作製される。バックヨーク２０４としては、内径がキャビティ５８（後述）の外径よりも数１０μｍ（たとえば約３０μｍ）程度大きなものが用いられる。
【００３１】
図１に示すように、成形嵌合装置１０は、ダイリティーナ１２を含む。ダイリティーナ１２にはダイ・コア一体型の金型１４が挿入され、金型１４は金型押え金１６によってダイリティーナ１２に固定される。ダイリティーナ１２の上面には上パンチガイドポスト１８が立設され、上パンチガイドポスト１８によって上パンチプレート２０が上下方向（矢印Ｚ方向）に案内される。
【００３２】
上パンチプレート２０の底面には、上パンチ２２を保持するための上パンチ座金２４と上パンチ押え金２６とが設けられる。上パンチ２２は、略円筒状に形成され、大径部と小径部とを上下に並べて構成される。上パンチ２２は、上パンチ押え金２６によって上パンチ座金２４に押え付けられ、上パンチ座金２４に固定される。
【００３３】
また、上パンチプレート２０には、保持ユニット７４（後述）を動作させるための２つの押圧機構２８が設けられる。押圧機構２８は、上パンチプレート２０に挿通される棒状部材３０、上パンチプレート２０の上面に設けられ棒状部材３０を矢印Ｚ方向に移動可能に保持する保持部材３２、棒状部材３０の下端部に設けられる押圧部材３４、および上パンチプレート２０と押圧部材３４との間に配置され棒状部材３０が挿通されるばね３６を含む。
【００３４】
さらに、上パンチプレート２０の上面にはプレス上部ラム３８が接続される。プレス上部ラム３８が上パンチプレート２０を矢印Ｚ方向に移動させることによって、上パンチ２２を金型１４のキャビティ５８（後述）に対して進退させることができ、キャビティ５８に充填された粉末をプレスしてリング状ボンド磁石２０２を得ることができる。また、２つの押圧機構２８を矢印Ｚ方向に移動させることができ、保持ユニット７４を動作させることができる。
【００３５】
図３および図４に示すように、金型１４は、略円筒状に形成されるダイ４０と、ダイ４０の底面に固定されるダイ下部プレート４２と、ダイ下部プレート４２上に固定されるコア４４とを含む。ダイ４０は横断面円形状の孔４６と孔４６よりも径が大きくかつ孔４６に連通する空洞部４８とを有し、コア４４は孔４６および空洞部４８内に配置される。金型１４において、コア４４の上端面とダイ４０の上面とは略面一となる。
【００３６】
また、ダイ４０の下方には、下パンチホルダ５０が配置される。下パンチホルダ５０のシャフト部５０ａは、ダイ下部プレート４２およびコア４４の下部に形成される貫通孔を挿通し、ダイ４０の空洞部４８内に臨まされる。シャフト部５０ａの上端面には、下パンチ座金５２、下パンチ５４および下パンチ押え金５６が順次配置される。略円筒状に形成される下パンチ５４は、下パンチ押え金５６によって下パンチ座金５２に押え付けられ、下パンチ座金５２上に固定される。
【００３７】
図４に示すように、このような金型１４では、下パンチ５４の上部が孔４６内に臨まされることによって、ダイ４０とコア４４と下パンチ５４とによってリング状（ここでは円環状）のキャビティ５８が形成される。
【００３８】
図１に戻って、下パンチホルダ５０は、下パンチホルダ座金６０上に配置され、下パンチホルダ押え金６２によって下パンチホルダ座金６０に押え付けられ、下パンチホルダ６０上に固定される。下パンチホルダ座金６０は、図示しない脚部によって支持されるベースプレート６４上に固定される。ひいては下パンチ５４が固定される。
【００３９】
また、ダイリティーナ１２の底面は、ベースプレート６４を挿通するポール６６を介して下部連結基台６８に接続され、下部連結基台６８はプレス下部ラム７０に接続される。プレス下部ラム７０によってダイリティーナ１２を矢印Ｚ方向に移動させることができ、ダイフローティングが可能となる。
【００４０】
また、ダイリティーナ１２の上面には、矢印Ｚ方向に直交する方向（矢印Ｘ方向）に延びるレール７２が設けられる。レール７２は矢印Ｚ方向および矢印Ｘ方向に直交する方向（矢印Ｙ方向）に２つ並べて設けられ、２つのレール７２の間にはバックヨーク２０４を保持するための保持ユニット７４が設けられる（図５参照）。
【００４１】
さらに、ダイリティーナ１２の上面には、保持ユニット７４にバックヨーク２０４を供給するための供給ユニット７６と、保持ユニット７４を矢印Ｘ方向に移動させるための移動ユニット７８とが設けられる。供給ユニット７６は、金型１４と移動ユニット７８との間に配置され、バックヨーク２０４を落下させ保持ユニット７４に供給する。つまり、バックヨーク２０４を保持ユニット７４に落下供給する。
【００４２】
保持ユニット７４は、移動ユニット７８によって矢印Ｘ方向に移動され、上パンチ２２が貫通孔９４（後述）を挿通可能なプレス位置あるいは供給ユニット７６からのバックヨーク２０４が貫通孔９４を通過可能な供給位置に配置される。図１においては、プレス位置に配置された保持ユニット７４が実線で示され、供給位置に配置された保持ユニット７４が一点鎖線で示されている。
【００４３】
ここで、図５〜図１１を参照して、保持ユニット７４について詳しく説明する。
図５に示すように、保持手段である保持ユニット７４は、四角形の枠状に形成され２つのレール７２によって矢印Ｘ方向に移動可能に保持される外フレーム８０、四角形の枠状に形成され間隙を有して外フレーム８０内に配置される内フレーム８２、および略四角形状の板状に形成され間隙を有して内フレーム８２内に配置される移動部材８４を含む。
【００４４】
図６に示すように、内フレーム８２は、複数（ここでは４つ）のスライドベアリング８６を介して外フレーム８０内に取り付けられる。スライドベアリング８６は、外フレーム８０の内周面に固定されるスライダ８６ａと内フレーム８２の底面に固定されるスライダ８６ｂとを含み、内フレーム８２を外フレーム８０内で矢印Ｘ方向に移動可能に配置する。移動部材８４は、複数（ここでは４つ）のスライドベアリング８８を介して内フレーム８２内に取り付けられる。スライドベアリング８８は、内フレーム８２の底面に固定されるスライダ８８ａと移動部材８４の底面に固定されるスライダ８８ｂとを含み、移動部材８４を内フレーム８２内で矢印Ｙ方向に移動可能に配置する。このように内フレーム８２が外フレーム８０内に取り付けられかつ移動部材８４が内フレーム８２内に取り付けられることによって、移動部材８４が矢印Ｘ方向および矢印Ｙ方向に移動可能となる。つまり、移動部材８４を水平方向に移動可能に配置できる。
【００４５】
図７および図８に示すように、移動部材８４の中央部には矢印Ｚ方向に延びる円筒部９０が設けられる。また、移動部材８４には、それぞれ矢印Ｚ方向に貫通しかつ矢印Ｘ方向に延びる２つのガイド孔９２ａが円筒部９０を挟んで矢印Ｘ方向に並ぶように形成され、それぞれ矢印Ｚ方向に貫通しかつ矢印Ｙ方向に延びて内フレーム８２に及ぶ２つのガイド孔９２ｂが円筒部９０を挟んで矢印Ｙ方向に並ぶように形成される。
【００４６】
円筒部９０は、保持ユニット７４がプレス位置にあるとき上パンチ２２が挿通可能でありかつ保持ユニット７４が供給位置にあるときバックヨーク２０４が通過可能な貫通孔９４を有する。貫通孔９４は、横断面円形状に形成され、大径部と小径部とを上下に並べて構成される。貫通孔９４の大径部には、上端開口部近傍で内周面に沿って複数（ここでは６つ）のガイドローラ９６が設けられる。
【００４７】
また、円筒部９０の外周面には、ベアリング９８を介してロータリカム１００が回転可能に設けられる。図５に示すように、ロータリカム１００には、反時計回り方向かつ周縁部側に延びるガイド孔１０２ａが移動部材８４のガイド孔９２ａに対応して２つ形成され、反時計回り方向かつ中心側に延びるガイド孔１０２ｂが移動部材８４のガイド孔９２ｂに対応して２つ形成される。
【００４８】
また、図６に示すように、移動部材８４の底面には、供給位置で供給ユニット７６（図１参照）からのバックヨーク２０４を受け止めかつプレス位置でバックヨーク２０４をダイ４０（図１参照）上に落下させるためのシャッタ機構１０４と、ダイ４０上でバックヨーク２０４を保持するためのクランプ機構１０６とが設けられる。
【００４９】
シャッタ機構１０４は、一対のシャッタ１０８とスライドベアリング１１０とを含む。一対のシャッタ１０８は、それぞれ２つのスライドベアリング１１０を介して移動部材８４の底面に取り付けられ、貫通孔９４の下端開口部を挟むように矢印Ｘ方向に対向配置される。一対のシャッタ１０８の対向面側にはそれぞれ、バックヨーク２０４の下端面を支持するための支持部１０８ａが設けられる。スライドベアリング１１０は、移動部材８４の底面に固定されるスライダ１１０ａとシャッタ１０８の上面に固定されるスライダ１１０ｂとを含み、シャッタ１１０を矢印Ｘ方向に移動可能に配置する。
【００５０】
また、一対のシャッタ１０８の上面にはそれぞれ、移動部材８４のガイド孔９２ａを挿通する棒状部材１１２ａが立設される。棒状部材１１２ａの上端部近傍にはベアリング１１３ａが回転可能に設けられ、ベアリング１１３ａはロータリカム１００のガイド孔１０２ａに嵌入する。これによって、一対のシャッタ１０８とロータリカム１００とが連結され、ロータリカム１００の回転に伴って一対のシャッタ１０８を矢印Ｘ方向かつ互いに近づく方向あるいは矢印Ｘ方向かつ互いに離れる方向に移動させることができる。つまり、ロータリカム１００の回転に伴って、シャッタ機構１０４の一対のシャッタ１０８を矢印Ｘ方向に開閉させることができる。
【００５１】
クランプ機構１０６は、一対のクランパ１１４とスライドベアリング１１６とを含む。一対のクランパ１１４は、それぞれ２つのスライドベアリング１１６を介して移動部材８４の底面に取り付けられ、貫通孔９４の下端開口部を挟むように矢印Ｙ方向に対向配置される。一対のクランパ１１４の対向面側にはそれぞれバックヨーク２０４の外周面に圧接する圧接部１１４ａが設けられ、圧接部１１４ａにはバックヨーク２０４の内側に臨まされないようにバックヨーク２０４の上端面に接する突起部１１４ｂが設けられる。スライドベアリング１１６は、移動部材８４の底面に固定されるスライダ１１６ａとクランパ１１４の側面に固定されるスライダ１１６ｂとを含み、クランパ１１４を矢印Ｙ方向に移動可能に配置する。
【００５２】
また、一対のクランパ１１４の上面にはそれぞれ、移動部材８４のガイド孔９２ｂを挿通する棒状部材１１２ｂが立設される。棒状部材１１２ｂの上端部近傍にはベアリング１１３ｂが回転可能に設けられ、ベアリング１１３ｂはロータリカム１００のガイド孔１０２ｂに嵌入する。これによって、一対のクランパ１１４とロータリカム１００とが連結され、ロータリカム１００の回転に伴って一対のクランパ１１４を矢印Ｙ方向かつ互いに近づく方向あるいは矢印Ｙ方向かつ互いに離れる方向に移動させることができる。つまり、ロータリカム１００の回転に伴って、クランプ機構１０６の一対のクランパ１１４を矢印Ｙ方向に開閉させることができる。
【００５３】
また、図９に示すように、保持ユニット７４には、ロータリカム１００を回転させるための駆動機構１１８が設けられる。駆動機構１１８は、移動部材８４の上面に固定されるベースプレート１２０、ベースプレート１２０上に立設されるガイドポスト１２２、ガイドポスト１２２の上端部に固定されるカバープレート１２４、ベースプレート１２０とカバープレート１２４との間に配置されガイドポスト１２２によって矢印Ｚ方向に案内される移動プレート１２６、移動プレート１２６を挿通する回転軸１２８、回転軸１２８に設けられロータリカム１００に係合するギア１３０、およびベースプレート１２０と移動プレート１２６との間に配置されガイドポスト１２２が挿通されるばね１３２を含む。
【００５４】
回転軸１２８は、移動プレート１２６のねじ孔１２６ａに挿通され、外周面に形成される図示しないねじ山でねじ孔１２６ａの内周面に形成される図示しないねじ山に係合する。移動プレート１２６は、ばね１３２によって支持され、上面に形成される２つの被押圧部材１２６ｂがそれぞれ押圧機構２８の押圧部材３４に押圧されることによって矢印Ｚ方向下側に移動する。これに伴って、回転軸１２８およびギア１３０が回転し、ロータリカム１００を所定角度で回転させる。この実施形態では、２つの押圧機構２８と駆動機構１１８とによって駆動手段が構成される。
【００５５】
ちなみに、押圧機構２８では、上パンチプレート２０の下降に伴ってばね３６が収縮し押圧部材３４を矢印Ｚ方向下側に付勢することによって、被押圧部材１２６ｂを押圧する。通常、キャビティ５８内の粉末は数１０ｔの圧力でプレスされるが、そのような大きな圧力を被押圧部材１２６ｂに直接的に加えると駆動機構１１８が壊れてしまうおそれがある。したがって、押圧機構２８には、駆動機構１１８を壊すことがない程度に押圧部材３４を付勢するばねがばね３６として用いられる。
【００５６】
このような駆動機構１１８が押圧機構２８による押圧でロータリカム１００を回転させることによって、シャッタ機構１０４の一対のシャッタ１０８とクランプ機構１０６の一対のクランパ１１４とが同期して動作する。具体的には、プレス位置に配置された保持ユニット７４において、図５に示す状態から図１０に示す状態にロータリカム１００を時計回りに回転させることによって、一対のシャッタ１０８が開くと共に一対のクランパ１１４が閉じる。これによって、一対のシャッタ１０８からダイ４０（図１参照）上にバックヨーク２０４を落下供給でき、ダイ４０上で一対のクランパ１１４によってバックヨーク２０４を保持できる。
【００５７】
図１１からわかるように、一対のクランパ１１４は、貫通孔９４の中心とバックヨーク２０４（一点鎖線で示す）の中心とが矢印Ｚ方向に一致するようにバックヨーク２０４を保持する。つまり、一対のクランパ１１４はバックヨーク２０４を貫通孔９４と同軸上に保持する。
【００５８】
さらに、図５に示すように、移動部材８４の上面隅部には、ロータリカム１００の回転を規制するラッチ機構１３４が設けられる。ラッチ機構１３４は、円弧状に曲がる角柱状に形成されロータリカム１００の上面に固定されるガイド１３６、移動部材８４の上面隅部に立設される配置台１３８、配置台１３８の上面に回動可能に設けられるレバー１４０、および配置台１３８とレバー１４０とを連結するばね１４２を含む。レバー１４０の一方端部にはローラ１４０ａが設けられ、ばね１４２はローラ１４０ａがガイド１３６の側面に圧接するようにレバー１４０を付勢する。
【００５９】
このようなラッチ機構１３４では、図５に示す状態からロータリカム１００が時計回りに回転することによって、ガイド１３６が移動し、レバー１４０のローラ１４０ａがガイド１３６の側面を転がる。そして、図１０に示すように、ロータリカム１００が所定角度回転することによってローラ１４０ａがガイド１３６の角部に引っ掛かる。駆動機構１１８では押圧機構２８による押圧が解除されるとばね１３２によって付勢される移動プレート１２６が矢印Ｚ方向上側に移動しようとする。つまり、駆動機構１１８は、押圧の解除によってロータリカム１００を図１０に示す状態から図５に示す状態に復元しようとする。しかし、レバー１４０のローラ１４０ａがガイド１３６に引っ掛かることによってロータリカム１００の回転を規制できる。つまり、ラッチ機構１３４によってプレス後に一対のクランパ１１４がバックヨーク２０４ひいてはヨーク一体型ボンド磁石２００を保持した状態を維持でき、ヨーク一体型ボンド磁石２００を所望のタイミング（位置）で解放できる。この実施形態では、ダイリティーナ１２上にレバー１４０の他方端部を押圧するための押圧部材１４３が設けられ、供給位置でヨーク一体型ボンド磁石２００が解放される（図１参照）。供給位置で解放されたヨーク一体型ボンド磁石２００は、図示しないシュータによって成形嵌合装置１０の外部に排出される。
【００６０】
図１に戻って、供給手段である供給ユニット７６は、本体１４４と、本体１４４によって保持され複数のバックヨーク２０４が矢印Ｚ方向に装填されるマガジン１４６と、マガジン１４６に装填される下から１番目のバックヨーク２０４の底面を支持する一対のシャッタ１４８と、下から２番目のバックヨーク２０４の外周面を挟持する一対のクランパ１５０とを含む。
【００６１】
マガジン１４６は、バックヨーク２０４の内径よりもわずかに小さな外径を有し複数のバックヨーク２０４を挿通する棒状部材１５２と、上パンチ２２と略同径の外径を有する円筒状に形成され棒状部材１５２が挿通されるバックヨーク２０４の外周面を覆うように棒状部材１５２と同軸上に配置される筒状部材１５４とを含む。マガジン１４６は、本体１４４内に設けられる図示しない駆動機構によって矢印Ｚ方向に移動可能に設けられる移動アーム１５５ａ，１５５ｂによって保持される。移動アーム１５５ａは棒状部材１５２の外周面かつ上端部近傍を挟持し、移動アーム１５５ｂは筒状部材１５４の外周面かつ中央部近傍を挟持する。
【００６２】
このような供給ユニット７６では、一対のクランパ１５０によって下から２番目のバックヨーク２０４を挟持した状態で一対のシャッタ１４８が開かれる。これによって、下から１番目のバックヨーク２０４が、棒状部材１５２と筒状部材１５４との間を滑り落ち、保持ユニット７４に落下供給される。
【００６３】
また、移動手段である移動ユニット７８は、クランク１５６、クランク１５６を回転させるモータ１５８、およびクランク１５６と保持ユニット７４とを連結するシャフト１６０を含む。移動ユニット７８では、クランク１５６を回転させることによって、シャフト１６０を矢印Ｘ方向の一方（図１では右側）に引っ張り、保持ユニット７４をプレス位置から供給位置に移動させる。また、クランク１５６を回転させることによって、シャフト１６０を矢印Ｘ方向の他方（図１では左側）に押し出し、保持ユニット７４を供給位置からプレス位置に移動させる。
【００６４】
ついで、このような成形嵌合装置１０の主要動作について説明する。
まず、保持ユニット７４が供給位置に配置された状態で、供給ユニット７６の本体１４４内に設けられる駆動機構がマガジン１４６を矢印Ｚ方向下側に移動させる。これによって、筒状部材１５４が貫通孔９４の大径部に進入し、筒状部材１５４の外周面にガイドローラ９６が接する。これに伴って、貫通孔９４がマガジン１４６に装填されたバックヨーク２０４と同軸上に位置するように、移動部材８４が移動する。そして、図１２に示すように、マガジン１４６の下から１番目のバックヨーク２０４が一対のシャッタ１０８の支持部１０８ａ上に落下供給される。このとき、金型１４のキャビティ５８内には、図示しないフィーダーボックスによってリング状ボンド磁石２０２の材料であるボンド磁石用粉末が充填される。
【００６５】
つづいて、マガジン１４６を矢印Ｚ方向上側に移動させた後に保持ユニット７４をプレス位置に移動させ、上パンチ２２および押圧機構２８の押圧部材３４を下降させる。これによって、移動プレート１２６が押圧部材３４によって矢印Ｚ方向下側に押圧され、ロータリカム１００が回転し、ダイ４０上にバックヨーク２０４が落下供給される。その後、上パンチ２２の小径部が貫通孔９４の大径部に進入する。
【００６６】
そして、図１３に示すように、押圧部材３４の下降が進み、ロータリカム１００の回転が進むことによって一対のクランパ１１４によってバックヨーク２０４が保持される。また、上パンチ２２の下降が進み、上パンチ２２の大径部が貫通孔９４の大径部に進入することによって、ガイドローラ９６が上パンチ２２の外周面に接する。これによって、貫通孔９４がキャビティ５８と同軸上に位置するように移動部材８４が移動し、一対のクランパ１１４に保持されるバックヨーク２０４が上パンチ２２およびキャビティ５８と同軸上に位置決めされる。その後、図１４に示すように、上パンチ２２がバックヨーク２０４を挿通し、上パンチ２２と下パンチ５４とによってキャビティ５８内の粉末がプレスされ、キャビティ５８内でリング状ボンド磁石２０２が成形される。
【００６７】
つづいて、ダイリティーナ１２を矢印Ｚ方向下側に移動させることによって、図１５に示すように、上パンチ２２と下パンチ５４とに挟まれるリング状ボンド磁石２０２がキャビティ５８内から露出し、下方に移動するバックヨーク２０４にスプリングバックによって嵌合される。
【００６８】
その後、上パンチ２２とダイリティーナ１２とを矢印Ｚ方向上側に移動させ、保持ユニット７４を供給位置に移動させる。保持ユニット７４の供給位置への移動に伴ってラッチ機構１３４のレバー１４０が押圧部材１４３によって押圧され、ばね１４２による付勢に逆らってレバー１４０が回転し、ロータリカム１００が反時計回りに回転する。これによって、供給位置で、一対のクランパ１４４が開き、ヨーク一体型ボンド磁石２００が解放されシュータによって排出される。また、一対のシャッタ１０８が閉じてバックヨーク２０４を受け取り可能になる。
【００６９】
このような成形嵌合装置１０によれば、粉末をプレスする際に移動部材８４の貫通孔９４に上パンチ２２が進入することによって、貫通孔９４がキャビティ５８と同軸上に位置するように移動部材８４が移動する。これに伴って、移動部材８４と共に移動する一対のクランパ１１４によって貫通孔９４と同軸上に保持されるバックヨーク２０４が、キャビティ５８と同軸上に位置決めされる。したがって、キャビティ５８の外径とバックヨーク２０４の内径との寸法差（クリアランス）が数１０μｍ程度であっても、バックヨーク２０４をキャビティ５８に対して高精度にずれなく位置決めできる。これによって、バックヨーク２０４のかじり等を防止できる。
【００７０】
一対のクランパ１１４がそれぞれ、突起部１１４ｂでバックヨーク２０４の上端面に接することによって、リング状ボンド磁石２０２をバックヨーク２０４に嵌合させる際にバックヨーク２０４が上方にずれることを防止でき、リング状ボンド磁石２０２をバックヨーク２０４に適正に嵌合できる。
【００７１】
シャッタ機構１０４の一対のシャッタ１０８が、供給位置で落下供給されるバックヨーク２０４を支持部１０８ａで受け止めかつプレス位置でバックヨーク２０４をダイ４０上に落下させる。これによって、ダイ４０上で引きずることなくバックヨーク２０４をダイ４０上に配置でき、バックヨーク２０４がキャビティ５８に嵌まり込むことを防止できる。
【００７２】
一対のシャッタ１０８が貫通孔９４の下端開口部よりも下側でバックヨーク２０４を保持する。このようにリング状部材をダイ４０に近い位置で保持することによって、バックヨーク２０４をダイ４０上に適正な姿勢で落下させることができ、バックヨーク２０４がキャビティ５８に嵌まり込んでしまうことを防止できる。また、ダイ４０に対して低い位置からバックヨーク２０４を傾きなく落下させることによって、バックヨーク２０４の跳ね上がりを抑制できる。これによって、一対のクランパ１１４が迅速にリング状部材を保持でき、一連の動作のサイクルタイムを短縮でき、生産性を向上できる。
【００７３】
ロータリカム１００を回転させることによってクランプ機構１０６とシャッタ機構１０４とを同期して動作させるので、クランプ機構１０６を動作させる機構とシャッタ機構１０４を動作させる機構とを別に設ける必要がなく、簡素に構成できる。また、ロータリカム１００が上パンチ２２の下降に伴って回転し、クランプ機構１０６とシャッタ機構１０４とを動作させるので、バックヨーク２０４の落下供給とバックヨーク２０４の保持とを迅速に行うことができる。したがって、より一層、サイクルタイムを短縮でき、生産性を向上できる。また、従来の成形のみを行う成形装置と比較して、同等のサイクルタイムでリング状ボンド磁石２０２の成形およびリング状ボンド磁石２０２とバックヨーク２０４との嵌合を行うことができ、生産性を低下させることがない。
【００７４】
駆動機構１１８が押圧機構２８の押圧によってロータリカム１００を回転させるので、クランプ機構１０６とシャッタ機構１０４とを動作させるための動力源を別に準備する必要がなく、より簡素に構成できる。
【００７５】
マガジン１４６において、バックヨーク２０４を棒状部材１５２から滑り落とすことによって、バックヨーク２０４を安定した姿勢で落下させることができ、バックヨーク２０４を適正な姿勢で保持ユニット７４のシャッタ機構１０４に供給できる。
【００７６】
マガジン１４６の筒状部材１５４を貫通孔９４に進入させることによって、貫通孔９４がマガジン１４６に装填されたバックヨーク２０４と同軸上に位置するように、移動部材８４を移動させることができる。これによって、バックヨーク２０４を貫通孔９４に対してずれなく落下させることができ、バックヨーク２０４を適正な姿勢で保持ユニット７４のシャッタ機構１０４に供給できる。
【００７７】
なお、シャッタ機構に用いられるシャッタは上述のシャッタ１０８に限定されない。たとえば図１６に示す保持ユニット７４ａのように、それぞれ２本のアーム１０９を有する一対のシャッタ１０８ａによってバックヨーク２０４（一点鎖線で示す）の外周面を挟持し、バックヨーク２０４を貫通孔９４と同軸上に保持するようにしてもよい。このような一対のシャッタ１０８ａを含むシャッタ機構１０４ａによれば、バックヨーク２０４をキャビティ５８に対してずれなく落下供給でき、より確実にバックヨーク２０４をキャビティ５８に対してずれなく位置決めできる。また、一対のシャッタ１０８ａによってバックヨーク２０４の外周面を挟持することによって、バックヨーク２０４の底面を支持する場合に比べて、姿勢を悪化させることなくバックヨーク２０４を落下させることができる。
【００７８】
また、保持ユニット７４，７４ａの各構成要素は押しねじ等を用いてその位置を微調整可能であることが好ましい。保持ユニット７４の各構成要素の位置を微調整可能にすることによって保持ユニット７４，７４ａの組み立て精度を向上させることができる。ひいては、バックヨーク２０４をより高精度に位置決めできる。
【００７９】
また、上述の実施形態では、成形体としてリング状ボンド磁石２０２を得る場合について説明したが、成形体の形状はこれに限定されない。たとえば、成形体を円板状に形成するようにしてもよい。また、成形体を横断面多角形状に形成するようにしてもよい。この場合リング状部材は成形体の外形に対応する形状のものが用いられる。
【００８０】
さらに上述の実施形態では、ダイフローティング方式の成形嵌合装置１０について説明したが、この発明はこれに限定されない。たとえば、上パンチと下パンチとを上下方向に移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明の一実施形態を示す図解図である。
【図２】ヨーク一体型ボンド磁石の一例を示す斜視図解図である
【図３】金型を縦方向に切断したときの斜視図解図である。
【図４】金型を示す断面図解図である。
【図５】保持ユニットを示す平面図解図である。
【図６】保持ユニットを示す底面図解図である。
【図７】保持ユニットのＡ１−Ａ１（図５）断面図解図である。
【図８】保持ユニットのＡ２−Ａ２（図５）断面図解図である。
【図９】保持ユニットの側面図解図である。
【図１０】一対のクランパが閉じた状態の保持ユニットを示す平面図解図である。
【図１１】一対のクランパが閉じた状態の保持ユニットを示す底面図解図である。
【図１２】供給ユニットによる保持ユニットへのバックヨークの供給態様を示す図解図である。
【図１３】バックヨークの位置決め態様を示す図解図である。
【図１４】キャビティ内に充填された粉末のプレス態様を示す図解図である。
【図１５】バックヨークへのリング状ボンド磁石の嵌合態様を示す図解図である。
【図１６】他の例のシャッタが用いられる保持ユニットを示す底面図解図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 成形嵌合装置
２２ 上パンチ
２８ 押圧機構
３０，１１２ａ，１１２ｂ，１５２ 棒状部材
７４，７４ａ 保持ユニット
７６ 供給ユニット
７８ 移動ユニット
８４ 移動部材
８６，８８，１１０，１１６ スライドベアリング
９４ 貫通孔
１００ ロータリカム
１０４，１０４ａ シャッタ機構
１０６ クランプ機構
１０８，１０８ａ シャッタ
１１４ クランパ
１１４ａ 圧接部
１１４ｂ 突起部
１１８ 駆動機構
１３４ ラッチ機構
１４６ マガジン
１５４ 筒状部材
２０２ リング状ボンド磁石
２０４ バックヨーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形体を成形し前記成形体をリング状部材に嵌合させる成形嵌合装置であって、
キャビティが形成される金型、
前記金型の上方で前記キャビティと同軸上に設けられ前記キャビティ内に充填された粉末をプレスして前記成形体を得るためのパンチ、および
前記リング状部材を保持する保持手段を備え、
前記保持手段は、前記パンチが挿通される貫通孔を有し前記パンチが前記貫通孔に進入することによって前記貫通孔が前記キャビティと同軸上に位置するように移動する移動部材と、前記移動部材と共に移動可能に前記移動部材に設けられ前記金型上で前記貫通孔と同軸上に前記リング状部材を保持するためのクランプ機構とを含む、成形嵌合装置。
【請求項２】
前記クランプ機構は、前記リング状部材の外周面を挟持する一対のクランパを含み、
前記一対のクランパはそれぞれ、前記リング状部材の外周面に圧接する圧接部と、前記リング状部材の内側に臨まされないように前記リング状部材の上端面に接する突起部とを有する、請求項１に記載の成形嵌合装置。
【請求項３】
前記貫通孔を通過するように前記リング状部材を落下させ前記保持手段に前記リング状部材を供給する供給手段、および
前記パンチが前記貫通孔を挿通可能なプレス位置あるいは前記供給手段によって前記リング状部材が供給される供給位置に前記保持手段を配置するために前記保持手段を移動させる移動手段をさらに含み、
前記保持手段は、前記供給位置で前記供給手段からの前記リング状部材を受け止めかつ前記プレス位置で前記リング状部材を前記金型上に落下させるためのシャッタ機構をさらに含む、請求項１または２に記載の成形嵌合装置。
【請求項４】
前記シャッタ機構は、前記貫通孔の下端開口部よりも下側で前記リング状部材を保持する、請求項３に記載の成形嵌合装置。
【請求項５】
前記シャッタ機構は、前記リング状部材の外周面を挟持することによって前記貫通孔と同軸上に前記リング状部材を保持する一対のシャッタを含む、請求項３に記載の成形嵌合装置。
【請求項６】
前記保持手段は、前記クランプ機構と前記シャッタ機構とを同期して動作させるためのロータリカムをさらに含む、請求項３から５のいずれかに記載の成形嵌合装置。
【請求項７】
前記パンチを下降させる力を利用して前記ロータリカムを回転させる駆動手段をさらに含む、請求項６に記載の成形嵌合装置。
【請求項８】
前記保持手段は、前記クランプ機構によって前記リング状部材を保持した状態で前記ロータリカムの回転を規制するためのラッチ機構をさらに含む、請求項７に記載の成形嵌合装置。
【請求項９】
前記供給手段は、前記リング状部材が装填されるマガジンを含み、
前記マガジンは、前記リング状部材の内径よりもわずかに小さな外径を有し前記リング状部材を挿通する棒状部材を含む、請求項３から８のいずれかに記載の成形嵌合装置。
【請求項１０】
前記マガジンは、前記棒状部材と同軸上に配置され前記棒状部材が挿通される前記リング状部材の外周面を覆う筒状部材をさらに含む、請求項９に記載の成形嵌合装置。
【請求項１１】
金型のキャビティと同軸上に設けられるパンチで前記キャビティに充填された粉末をプレスすることによって成形体を得、前記成形体をリング状部材に嵌合させる成形嵌合装置における、前記リング状部材の位置決め方法であって、
前記粉末をプレスする際に移動部材に設けられる貫通孔に前記パンチを進入させることによって前記移動部材を移動させ、前記移動部材に設けられるクランプ機構によって前記貫通孔と同軸上に保持される前記リング状部材を前記キャビティと同軸上に位置決めする、位置決め方法。
【請求項１】
成形体を成形し前記成形体をリング状部材に嵌合させる成形嵌合装置であって、
キャビティが形成される金型、
前記金型の上方で前記キャビティと同軸上に設けられ前記キャビティ内に充填された粉末をプレスして前記成形体を得るためのパンチ、および
前記リング状部材を保持する保持手段を備え、
前記保持手段は、前記パンチが挿通される貫通孔を有し前記パンチが前記貫通孔に進入することによって前記貫通孔が前記キャビティと同軸上に位置するように移動する移動部材と、前記移動部材と共に移動可能に前記移動部材に設けられ前記金型上で前記貫通孔と同軸上に前記リング状部材を保持するためのクランプ機構とを含む、成形嵌合装置。
【請求項２】
前記クランプ機構は、前記リング状部材の外周面を挟持する一対のクランパを含み、
前記一対のクランパはそれぞれ、前記リング状部材の外周面に圧接する圧接部と、前記リング状部材の内側に臨まされないように前記リング状部材の上端面に接する突起部とを有する、請求項１に記載の成形嵌合装置。
【請求項３】
前記貫通孔を通過するように前記リング状部材を落下させ前記保持手段に前記リング状部材を供給する供給手段、および
前記パンチが前記貫通孔を挿通可能なプレス位置あるいは前記供給手段によって前記リング状部材が供給される供給位置に前記保持手段を配置するために前記保持手段を移動させる移動手段をさらに含み、
前記保持手段は、前記供給位置で前記供給手段からの前記リング状部材を受け止めかつ前記プレス位置で前記リング状部材を前記金型上に落下させるためのシャッタ機構をさらに含む、請求項１または２に記載の成形嵌合装置。
【請求項４】
前記シャッタ機構は、前記貫通孔の下端開口部よりも下側で前記リング状部材を保持する、請求項３に記載の成形嵌合装置。
【請求項５】
前記シャッタ機構は、前記リング状部材の外周面を挟持することによって前記貫通孔と同軸上に前記リング状部材を保持する一対のシャッタを含む、請求項３に記載の成形嵌合装置。
【請求項６】
前記保持手段は、前記クランプ機構と前記シャッタ機構とを同期して動作させるためのロータリカムをさらに含む、請求項３から５のいずれかに記載の成形嵌合装置。
【請求項７】
前記パンチを下降させる力を利用して前記ロータリカムを回転させる駆動手段をさらに含む、請求項６に記載の成形嵌合装置。
【請求項８】
前記保持手段は、前記クランプ機構によって前記リング状部材を保持した状態で前記ロータリカムの回転を規制するためのラッチ機構をさらに含む、請求項７に記載の成形嵌合装置。
【請求項９】
前記供給手段は、前記リング状部材が装填されるマガジンを含み、
前記マガジンは、前記リング状部材の内径よりもわずかに小さな外径を有し前記リング状部材を挿通する棒状部材を含む、請求項３から８のいずれかに記載の成形嵌合装置。
【請求項１０】
前記マガジンは、前記棒状部材と同軸上に配置され前記棒状部材が挿通される前記リング状部材の外周面を覆う筒状部材をさらに含む、請求項９に記載の成形嵌合装置。
【請求項１１】
金型のキャビティと同軸上に設けられるパンチで前記キャビティに充填された粉末をプレスすることによって成形体を得、前記成形体をリング状部材に嵌合させる成形嵌合装置における、前記リング状部材の位置決め方法であって、
前記粉末をプレスする際に移動部材に設けられる貫通孔に前記パンチを進入させることによって前記移動部材を移動させ、前記移動部材に設けられるクランプ機構によって前記貫通孔と同軸上に保持される前記リング状部材を前記キャビティと同軸上に位置決めする、位置決め方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−２１１２６２（Ｐ２００７−２１１２６２Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９３５８（Ｐ２００６−２９３５８）
【出願日】平成１８年２月７日（２００６．２．７）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月７日（２００６．２．７）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
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