磁石の製造方法、これにより得られる磁石及び磁石用成形体の製造装置
【課題】材料のロスを抑えながら、薄くても構造不良の生じにくい磁石を製造できる磁石の製造方法、これにより得られる磁石、磁石用成形体の製造装置を提供すること。
【解決手段】磁性粉末及び分散媒を含むスラリーＳを成形装置１２のキャビティＣ内に供給する工程、スラリーＳに磁場を印加しながらスラリーＳを圧縮成形し成形体を得る工程、成形体を焼結して磁石を得る工程を含み、成形装置１２が、スラリーＳが供給される貫通穴１２１ａを有し、スラリー供給孔１２１ｄが内壁面１２１ｂに形成される金型１２１と、貫通穴１２１ａに挿入される金型１２２と、金型１２３、１２２とともにキャビティＣを形成する金型１２３を備え、スラリーＳは、金型１２２が貫通穴１２１ａに挿入されてスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点のキャビティＣの容積以下の量となるように供給され、成形体を得る工程で、金型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ後にスラリーＳが圧縮成形される磁石の製造方法。
【解決手段】磁性粉末及び分散媒を含むスラリーＳを成形装置１２のキャビティＣ内に供給する工程、スラリーＳに磁場を印加しながらスラリーＳを圧縮成形し成形体を得る工程、成形体を焼結して磁石を得る工程を含み、成形装置１２が、スラリーＳが供給される貫通穴１２１ａを有し、スラリー供給孔１２１ｄが内壁面１２１ｂに形成される金型１２１と、貫通穴１２１ａに挿入される金型１２２と、金型１２３、１２２とともにキャビティＣを形成する金型１２３を備え、スラリーＳは、金型１２２が貫通穴１２１ａに挿入されてスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点のキャビティＣの容積以下の量となるように供給され、成形体を得る工程で、金型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ後にスラリーＳが圧縮成形される磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石の製造方法、これにより得られる磁石及び磁石用成形体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フェライト磁石は、特性に優れ比較的安価であることから、自動車、家電製品、産業機械等、あらゆる分野で多量に使用されている。
【０００３】
フェライト磁石を製造するには、まず原材料を所定の配合比で混合したものを仮焼してフェライト化した仮焼体を得た後、この仮焼体をサブミクロンサイズまで粉砕し、フェライト粒子からなる微粉砕粉末を得る。次いで、微粉砕粉末を磁場中で圧縮成形して成形体を得た後、この成形体を焼結する。こうしてフェライト磁石が得られる。
【０００４】
上記の成形の工程には大きく分けて、微粉砕粉末を乾燥させた後に成形を行う乾式成形と、微粉砕粉末をスラリー状にして成形を行う湿式成形とがあり、磁石の配向度を高めるためには、湿式成形が好ましいとされている。
【０００５】
このように成形を湿式成形で行う磁石の製造方法としては、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。同文献に記載の磁石の製造方法では、貫通穴を有する臼型と、臼型の貫通穴に挿入される下型と、貫通穴を下型とともに塞ぐことによってキャビティを形成する上型とを備えた成形装置が用いられており、臼型の貫通穴を包囲する内壁面には、スラリーを供給するスラリー供給孔が形成されている。そして、ポンプにより臼型に供給されたスラリーがスラリー供給孔からキャビティ内に供給される。
【０００６】
上記磁石の製造方法では、ポンプにより臼型に供給されたスラリーが、スラリー供給孔からキャビティに供給されてキャビティがスラリーで満たされた後、下型が移動され、スラリー供給孔を塞ぎながらスラリーを圧縮成形することによって成形体が得られている。
【特許文献１】特開２００６−２５３５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、フェライト磁石の小型、薄型化が進んでおり、それに伴って成形体の厚みも薄くすることが求められてきている。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載の磁石の製造方法には、薄い成形体を得ようとすると、以下に示す課題があった。
【０００９】
即ち、薄い成形体を得るためには、スラリー供給孔が塞がれてからの下型の加圧ストロークを十分に取る必要がある。ところが、キャビティがスラリーで満たされているため、下型の加圧ストロークを十分に取ることができず、スラリー供給孔が塞がれない状態でスラリーが圧縮成形されてしまう。このため、圧縮により絞り出された分散媒がスラリー供給孔に流れ込み、スラリー供給孔に近づくほど分散媒の濃度が高くなる。言い換えるとスラリー供給孔に近づくほど磁性粉末の濃度が低くなる。その結果、得られる成形体に密度差が生じ、成形体を焼成して得られる磁石にクラック、カケ、割れなどの構造不良が生じ易くなる。また成形体には密度差に起因して収縮率の差が生じ、それによっても、成形体の焼成時に変形が生じ易くなり、得られる磁石に構造不良が生じ易くなる。このように上記特許文献１に記載の磁石の製造方法では、薄くても構造不良の生じにくい磁石を得ることが困難であった。
【００１０】
ここで、上記磁石の製造方法により厚みのある成形体を製造し、これを焼結した焼結体を研削加工することによって、薄くても構造不良の生じにくい磁石を製造することは可能である。しかし、この場合、焼結体を多量に研削加工する必要が生じるため材料のロスが大きくなる。
【００１１】
また、上記の問題は、フェライト磁石に限らず、希土類磁石等のフェライト磁石以外の磁石を製造する場合にも生じるものである。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、材料のロスを抑えながら、薄くても構造不良の生じにくい磁石を製造できる磁石の製造方法、これにより得られる磁石、磁石用成形体の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、磁性粉末及び分散媒を含むスラリーを成形装置のキャビティ内に供給するスラリー供給工程と、前記スラリーに磁場を印加しながら前記スラリーを圧縮成形し成形体を得る成形工程と、前記成形体を焼結して磁石を得る焼結工程とを含み、前記成形装置が、前記スラリーが供給される貫通穴を有し、前記スラリーを供給するスラリー供給孔が、前記貫通穴を包囲する内壁面に形成されている第１の金型と、前記貫通穴に挿入される第２の金型と、前記貫通穴を前記第２の金型とともに塞ぐことによって前記キャビティを形成する第３の金型とを備えており、前記スラリーは、前記第２の金型が前記第１の金型の前記貫通穴に挿入されて前記スラリー供給孔を塞いだ時点の前記キャビティの容積以下の量となるように供給され、前記成形工程において、前記スラリーが、前記第２の金型が前記スラリー供給孔を塞いだ後に圧縮成形される、磁石の製造方法である。
【００１４】
本発明による磁石の製造方法によれば、スラリー供給工程において、スラリーが、第２の金型がスラリー供給孔を塞いだ時点のキャビティの容積以下の量となるように供給されるため、第２の金型がスラリー供給孔を塞いだ後にスラリーを圧縮成形することが可能となる。即ち、スラリーの圧縮成形時に第２の金型がスラリー供給孔を塞いでいるため、スラリーがスラリー供給孔へと逆流することがなく、キャビティ内においてスラリー中の分散媒の濃度がスラリー供給孔に近づくほど高くなることが抑制される。このため、薄い成形体を得る場合であっても、キャビティ内でのスラリーの濃度ムラが抑制され、得られる成形体に密度差が生じにくくなり、その焼結により得られる磁石においてクラック、カケ、割れなどの構造不良が生じ難くなる。また成形体において、密度差に起因した収縮率の差も小さくなり、それによって、成形体の焼成時における変形が生じにくくなり、得られる磁石において構造不良が生じ難くなる。従って、成形体を焼結して得られる焼結体の研削量を少なく抑えることができる。よって、本発明の磁石の製造方法によれば、材料のロスを抑えながら、薄くても構造不良の生じにくい磁石を得ることができる。また、スラリーが逆流することがないため、スラリーがスラリー供給孔に逆流することを防ぐための遮断弁を設ける必要もなくなる。
【００１５】
また、第２の金型が第１の金型のスラリー供給孔を塞いだ後にスラリーの圧縮成形が行われるため、スラリー供給孔が第２の金型によって塞がれた後、スラリー供給孔に残されたスラリーが加圧状態とならずに済む。このため、成形体を成形装置から取り出した後、第２の金型を移動させて、第１の金型のスラリー供給孔を開放させても、スラリー供給孔からのスラリーの噴出を抑制することができる。このため、スラリーの噴出による金型の清掃作業が不要となる。従って、複数の磁石を製造する場合に、その製造効率を著しく高めることができる。またスラリーの噴出を抑制するための残圧処理装置などの装置を設ける必要がなくなる。
【００１６】
さらに、本発明の磁石の製造方法では、第２の金型がスラリー供給孔を塞いだ後にスラリーを圧縮成形することが可能となるため、スラリー供給孔の開口度を大きくすることが可能となる。このため、スラリーの目詰まり抑制、及びスラリー供給量の変動の抑制が可能になるとともに、スラリー供給時間の短縮化を図ることができる。
【００１７】
上記スラリー供給工程において、前記スラリーを前記キャビティ内に一定量供給することが好ましい。この場合、複数個の磁石を作製した場合に、磁石の重さのバラツキを低減することができる。
【００１８】
また、本発明は、上記磁石の製造方法によって製造される磁石である。この発明によれば、薄くてもクラック、カケ、割れなどの構造不良が生じ難い磁石が実現される。また、本発明の磁石によれば、上記製造方法により材料のロスが抑えられるため、低コスト化を図ることができる。この発明によれば、例えば、板状体をなし、４ｍｍ以下の厚さを有する磁石を実現することが可能となる。
【００１９】
また本発明は、キャビティを有する成形装置と、前記キャビティ内にスラリーを供給するスラリー供給装置とを備えており、前記成形装置が、前記スラリーが供給される貫通穴を有し、前記スラリーを供給するスラリー供給孔が、前記貫通穴を包囲する内壁面に形成されている第１の金型と、前記貫通穴に挿入される第２の金型と、前記貫通穴を前記第２の金型とともに塞ぐことによって前記キャビティを形成する第３の金型とを備えており、前記スラリー供給装置が、前記第２の金型が前記第１の金型の前記スラリー供給孔を塞いだ時点の前記キャビティの容積以下の量の前記スラリーを供給するものである、磁石用成形体の製造装置である。
【００２０】
この磁石用成形体の製造装置によれば、スラリー供給装置により、スラリーが、第２の金型がスラリー供給孔を塞いだ時点のキャビティの容積以下の量となるように供給されるため、上記磁石の製造方法と同様に、薄い成形体を得る場合であっても、キャビティ内でのスラリーの濃度ムラが抑制され、得られる成形体に密度差が生じにくくなる。また成形体において、密度差に起因した収縮率の差も小さくなり、それによって、焼成時における変形が生じにくい成形体を得ることができる。
【００２１】
また、第２の金型が第１の金型のスラリー供給孔を塞いだ後にスラリーの圧縮成形が行われるため、上記磁石の製造方法と同様に、成形体を成形装置から取り出す際、第２の金型を移動させて、第１の金型のスラリー供給孔を開放させても、スラリー供給孔からのスラリーの噴出を抑制することができる。このため、スラリーの噴出による金型の清掃作業が不要となり、複数の磁石を製造する場合に、その製造効率を著しく高めることができる。またスラリーの噴出を抑制するための残圧処理装置などの装置を設ける必要がなくなる。
【００２２】
さらに、本発明の磁石用成形体の製造装置では、第２の金型がスラリー供給孔を塞いだ後にスラリーを圧縮成形することが可能となるため、上記磁石の製造方法と同様に、スラリーの目詰まり抑制、及びスラリー供給量の変動の抑制が可能になるとともに、スラリー供給時間の短縮化を図ることができる。
【００２３】
上記磁石用成形体の製造装置において、前記スラリー供給装置が、前記スラリーを前記キャビティ内に一定量供給する定量供給手段を備えることが好ましい。この場合、定量供給手段により、スラリーがキャビティ内に一定量供給されるため、複数個の磁石を作製した場合に、磁石の重さのバラツキを低減することができる。
【００２４】
なお、本発明において、「前記第２の金型が前記第１の金型の前記貫通穴に挿入されて前記スラリー供給孔を塞いだ時点」とは、前記スラリー供給孔が第２の金型によって完全に塞がれて前記スラリー供給孔と前記キャビティとの間のスラリーの移動が遮断された時点を言うものとする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、材料のロスを抑えながら、薄くても構造不良の生じにくい磁石を得ることができる磁石の製造方法、これにより得られる磁石、磁石用成形体の製造装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
〔磁石〕
図１は、本発明に係る磁石の製造方法により製造される磁石の一例としてのフェライト焼結磁石を示す斜視図である。図１に示すフェライト焼結磁石１０は、断面弧状の板状体をなしており、後述する磁石の製造方法により製造されるものである。なお、フェライト焼結磁石の形状はこれに限定されるものではなく、断面矩形状の板状体であってもよい。フェライト焼結磁石１０の厚さは特に制限されないが、例えば４ｍｍ以下である。
【００２８】
〔磁石の製造方法〕
次に、フェライト焼結磁石１０の製造方法について説明する。
【００２９】
フェライト焼結磁石１０の製造においては、まず、フェライト焼結磁石１０を形成するための原料を所定の配合比で混合し、この混合物を仮焼してフェライト化し、仮焼体を得る。上記原料としては、金属酸化物、焼成により酸化物となる化合物、例えば水酸化物や塩（炭酸塩、硝酸塩等）等が挙げられる。
【００３０】
上記仮焼は、例えば、空気中等の酸化性雰囲気下で行うことが好ましい。また、仮焼温度は例えば１１００〜１４５０℃で行えばよい。
【００３１】
上記仮焼体は、そのままでは顆粒状、塊状等を有しており、後述する成形等が困難であるので、この状態の仮焼体を粉砕して所望の粒径の磁性粉末とすることが好ましい。具体的には仮焼後の顆粒状や塊状の仮焼体を、粗粉砕した後、微粉砕することで、好適な粒径を有する磁性粉末が得られるように調整する。こうして微粉砕された磁性粉末が得られる。上記粗粉砕は、例えば振動ミル等の公知の粉砕装置を用いて行うことができる。また微粉砕は、粗粉砕後の仮焼体を、例えば湿式アトライタ、ボールミル、ジェットミル等の公知の粉砕装置を用いて行うことができる。
【００３２】
次に、上記微粉砕された磁性粉末と分散媒とを混合させて、磁性粉末及び分散媒を含むスラリーを得る。スラリーとしては、当該スラリー中に上記粉末が３０〜８０質量％程度含まれるものが好ましい。また、分散媒としては水が好ましく、水に加えて、グルコン酸及び／又はグルコン酸塩、ソルビトール等の界面活性剤が更に含まれるものであってもよい。なお、分散媒は、水に限定されず、非水系分散媒であってもよい。非水系分散媒としては、例えばトルエン、キシレン等の有機溶媒が挙げられる。非水系分散媒を用いる場合は、オレイン酸等の界面活性剤が分散媒に含まれていることが好ましい。
【００３３】
そして、このスラリーを成形装置のキャビティ内に供給する（スラリー供給工程）。
【００３４】
そして、スラリーに磁場を印加しながらスラリーを圧縮成形し成形体を得る（成形工程）。このとき、湿式成形における成形圧力は、例えば０．１〜０．５ｔｏｎ／ｃｍ２であり、印加磁場は、例えば５〜１５ｋＯｅである。
【００３５】
こうして得られた成形体を焼成して焼結体を得る。こうして、焼結体からなるフェライト焼結磁石１０が得られる（焼結工程）。焼成は、大気中等の酸化性雰囲気中で行うことができる。
【００３６】
好適な磁気特性等を有するフェライト焼結磁石１０を得る観点からは、焼成温度は、１１００〜１２２０℃とすることが好ましく、１１４０〜１２００℃とすることがより好ましい。
【００３７】
図２〜図４は、本発明に係る磁石用成形体の製造装置の一例を示す概略図であり、図２は、成形装置内にスラリーを供給するスラリー供給工程を示し、図３は、成形装置内に供給されたスラリーを圧縮成形する成形工程を示し、図４は、圧縮成形により得られた成形体を取り出す工程を示すものである。
【００３８】
図２〜図４に示すように、磁石用成形体の製造装置１００は、キャビティＣを有する成形装置１２と、成形装置１２にスラリーを供給するスラリー供給装置１３と、キャビティＣ内のスラリーＳに磁場を印加する磁場印加装置（図示せず）とを備えている。
【００３９】
成形装置１２は、スラリーＳが供給される貫通穴１２１ａを有する臼型（第１の金型）１２１と、貫通穴１２１ａに挿入される下型（第２の金型）１２２と、貫通穴１２１ａを下型１２２とともに塞ぐことによってキャビティＣを形成する上型（第３の金型）１２３とを備えている。
【００４０】
臼型１２１は、貫通穴１２１ａを包囲する内壁面１２１ｂと、内壁面１２１ｂを包囲する外壁面１２１ｃとを有し、内壁面１２１ｂには、スラリーＳを供給するスラリー供給孔１２１ｄが形成されている。スラリー供給孔１２１ｄは、内壁面１２１ｂ及び外壁面１２１ｃを貫通するように形成されている。
【００４１】
そして、下型１２２の上型１２３側の下加圧面１２２ａと、上型１２３の下型１２２側の上加圧面１２３ａと、臼型１２１の内壁面１２１ｂとによってキャビティＣが構成される。
【００４２】
下型１２２の下加圧面１２２ａには凸部１２２ｂが設けられ、上型１２３の上加圧面１２３ａは凹部１２３ｂを構成し、これにより、得られる成形体１４０の断面形状が弧状とされる。
【００４３】
また、上型１２３と臼型１２１との間には、スラリーＳ中の分散媒を抜くための濾布１２４が挟まれるようになっている。また臼型１２１の内壁面１２１ｂには、下型１２２との隙間をシールするシール部材１２１ｅが設けられている。
【００４４】
スラリー供給装置１３は、スラリーＳが貯留されるスラリー貯留容器１３１と、スラリーＳを成形装置１２のキャビティＣ内に、スラリー供給孔１２１ｄを通して一定量供給するための定量ポンプ１３２とを主として備えている。そして、スラリー貯留容器１３１と定量ポンプ１３２とは、第１スラリー供給配管１３３によって接続され、第１スラリー供給配管１３３には、スラリー貯留容器１３１から定量ポンプ１３２に向かって順次メインポンプ１３４及びバルブ１３５が設置されている。また、第１スラリー供給配管１３３のうちバルブ１３５と定量ポンプ１３２との間の箇所からは第２スラリー供給配管１３６が分岐し、スラリー供給孔１２１ｄに接続されている。そして、第２スラリー供給配管１３６にはバルブ１３７が設置されている。
【００４５】
定量ポンプ１３２は、第１スラリー供給管１３３内に連通し、その容積が変更可能なチャンバ２１と、このチャンバ２１の容積を変更させるための駆動機構２２とから構成されている。チャンバ２１は、筒状のシリンダ２３と、このシリンダ２３内で一方向に沿って往復動可能に設けられたピストン２４とによって形成されている。そして、シリンダ２３は、連通部２３ａを介し、第１スラリー供給管１３３内に連通している。
【００４６】
駆動機構２２は、例えば、空圧や油圧によって作動する伸縮シリンダから構成され、ピストン２４は、駆動機構２２の動作ロッド２２ａの先端部に連結されている。空圧や油圧によって駆動機構２２を作動させることで動作ロッド２２ａを進退させ、ピストン２４をシリンダ２３内で移動させる。ピストン２４が移動すると、これによりチャンバ２１の容積が変動するようになっている。駆動機構２２としては、ピストン２４をシリンダ２３内で移動させることができるのであれば、伸縮シリンダに限らず、適宜他の機構を採用することが可能である。
【００４７】
駆動機構２２は、スラリー供給装置１３の図示しないコントローラ（制御部）によってその作動が制御される。このコントローラは、具体的には、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点でのキャビティＣの容積以下の量のスラリーＳがスラリー供給孔１２１ｄを通してキャビティＣ内に供給されるように駆動機構２２を制御するものである。本実施形態では、駆動機構２２は、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点でのキャビティＣの容積に基づいて、その容積以下の量のスラリーＳをスラリー供給孔１２１ｄを通してキャビティＣ内に供給するように動作ロッド２２ａの移動量を制御する。
【００４８】
なお、定量ポンプとしては、本実施形態のようなプランジャー式ポンプに限らず、ギヤポンプ、スクリューポンプ、モーノポンプ等、適宜他のポンプを採用することが可能である。
【００４９】
次に、磁石用成形体の製造装置１００を用いた成形体の製造方法について説明する。
【００５０】
即ちまず、図２において、バルブ１３７を閉じ、バルブ１３５を開いた状態で、メインポンプ１３４を作動し、スラリー貯留容器１３１から第１スラリー供給配管１３３を経て定量ポンプ１３２にスラリーＳを供給する。このとき、定量ポンプ１３２では、駆動機構２２によりシリンダ２４を退かせ、チャンバ２１の容積を大きくしておく。こうしてチャンバ２１内にスラリーＳが導入される。
【００５１】
次に、バルブ１３５を閉じてバルブ１３７を開くとともに、臼型１２１に対して下型１２２を、スラリー供給孔１２１ｄが開放される位置（即ち塞がれない位置）に配置しておく。この状態で、駆動機構２２により動作ロッド２２ａを作動させ、ピストン２４によりスラリーＳをチャンバ２１から追い出し、連通部２３ａ、第１スラリー供給配管１３３、第２スラリー供給管１３６及びスラリー供給孔１２１ｄを経て成形装置１２のキャビティＣ内にスラリーＳを供給する。このとき、駆動機構２２は、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点でのキャビティＣの容積に基づいて、その容積以下の量のスラリーＳをスラリー供給孔１２１ｄを通してキャビティＣ内に供給するように動作ロッド２２ａの移動量を制御する。このため、スラリーＳは、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点のキャビティＣの容積以下の量となるように供給される。従って、この時点で、スラリーＳは圧縮されていない。
【００５２】
その後、下型１２２を上型１２３に向かって移動させ、下型１２２によってスラリー供給孔１２１ｄを塞ぐ（図３）。このとき、スラリーＳは、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点のキャビティＣの容積以下の量となるように供給されている。このため、その後、下型１２２をさらに上型１２３に向かって移動させると、スラリーＳを圧縮成形することが可能となる。またこのとき、スラリーＳには磁場印加装置により磁場を印加する。こうして成形体１４０が得られる。
【００５３】
上記のようにして成形体１４０が得られた後は、上型１２３を臼型１２１から分離し、下型１２２をさらに上方に移動させ、成形体１４０を取り出せばよい（図４）。取り出した成形体１４０は、上述のように焼成して焼結体とされる。こうしてフェライト焼結磁石１０が得られる。なお、焼結体に対しては必要に応じ、研削加工等を行ってもよい。この場合は、研削加工された焼結体がフェライト焼結磁石１０となる。但し、本実施形態では、薄くても構造不良の生じにくいフェライト焼結磁石が得られるため、上記のように焼結体に対して研削加工を行う場合でも研削量を少なくすることができ、材料のロスを十分に抑えることができる。
【００５４】
上記のように、本実施形態では、スラリーＳの圧縮成形時に下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いでいるため、キャビティＣ内においてスラリーＳ中の分散媒の濃度がスラリー供給孔１２１ｄに近づくほど高くなることが抑制されている。このため、薄い成形体を得る場合であっても、キャビティＣ内でのスラリーＳの濃度ムラが抑制され、得られる成形体に密度差が生じにくくなり、その焼結により得られるフェライト焼結磁石１０においてクラック、カケ、割れなどの構造不良が生じ難くなる。また成形体において、密度差に起因した収縮率の差も小さくなり、それによって、成形体の焼成時における変形が生じにくくなり、得られるフェライト焼結磁石１０において構造不良が生じ難くなる。従って、成形体を焼結して得られる焼結体の研削量を少なく抑えることができる。
【００５５】
よって、本実施形態のフェライト焼結磁石１０の製造方法によれば、材料のロスを抑えながら、薄くても構造不良の生じにくいフェライト焼結磁石１０を得ることができる。
【００５６】
また、下型１２２が臼型１２１のスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ後にスラリーＳの圧縮成形が行われるため、スラリー供給孔１２１ｄが下型１２２によって塞がれた後、スラリー供給孔１２１ｄに残されたスラリーＳが加圧状態とならずに済む。このため、成形体を成形装置１２から取り出した後、次の成形体を製造するべく下型１２２を移動させ、臼型１２１のスラリー供給孔１２１ｄを開放させる場合でも、スラリー供給孔１２１ｄからのスラリーＳの噴出を抑制することができる。このため、スラリーＳの噴出による金型の清掃作業が不要となる。従って、複数のフェライト焼結磁石１０を製造する場合に、その製造効率を著しく高めることができる。
【００５７】
またスラリーＳの噴出を抑制するための残圧処理装置などの装置を設ける必要もなくなる。
【００５８】
さらに、本実施形態のフェライト焼結磁石１０の製造方法では、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ後にスラリーＳを圧縮成形することが可能となるため、スラリー供給孔１２１ｄの開口度を大きくすることが可能となる。このため、スラリーＳの目詰まり抑制、及びスラリー供給量の変動の抑制が可能になるとともに、スラリー供給時間の短縮化を図ることができる。
【００５９】
また上記実施形態では、定量ポンプ１３２により、スラリーＳがキャビティＣ内に一定量供給されるため、複数個のフェライト焼結磁石１０を作製した場合に、フェライト焼結磁石１０の重さバラツキを低減することができる。
【００６０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、フェライト焼結磁石の製造方法について説明したが、本発明に係る磁石の製造方法は、希土類焼結磁石等のフェライト焼結磁石以外の磁石の製造にも適用可能である。
【００６１】
また、上記実施形態では、スラリー貯留容器１３１からスラリーＳをメインポンプ１３４により一旦定量ポンプ１３２に導入した後、定量ポンプ１３２からスラリー供給孔１２１ｄを経て成形装置１２のキャビティＣ内に供給しているが、メインポンプ１３４に代えて公知の定量ポンプを用い、定量ポンプ１３２を省略してもよい。この場合、磁石用成形体の製造装置１００の小型化を図ることができる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００６３】
（実施例１）
Sr0.82La0.18Co0.15Fe11.8O19で表される組成のフェライト焼結磁石を下記のようにして形成した。まず、原料であるFe2O3及びSrCO3を混合し、この混合物を、空気中で１２００℃で０．５時間仮焼してフェライト化し、仮焼体を得た。
【００６４】
次に、仮焼体を、ローラーミルで粗粉砕した後、アトライタで微粉砕して微粉砕された磁性粉末を得た。
【００６５】
次に、上記微粉砕された磁性粉末と水とCaCO3、SiO2、La(OH)3、Co3O4を混合させて、磁性粉末及び水を含むスラリーを得た。このとき、磁性粉末の濃度は７６質量％となるようにした。
【００６６】
そして、上記のようにして得られたスラリーを、図２に示す成形装置１２のキャビティＣ内に供給した。このとき、下型１２２が臼型１２１の貫通穴１２１ａに挿入されてスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点のキャビティＣの容積は８．８ｃｍ３であった。またこのとき、コントローラは、上記キャビティＣの容積に基づき、キャビティＣに供給されるスラリーＳの量が上記容積より少ない６．３ｃｍ３となるように駆動機構２２を制御した。具体的には、コントローラは、駆動機構２２を介して動作ロッド２２ａの移動量を、キャビティＣに供給されるスラリーＳの量が上記容積より少ない６．３ｃｍ３となるように制御した。
【００６７】
そして、スラリーに１２ｋＯｅの磁場を印加しながらスラリーを０．５ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で圧縮成形し、断面弧状の板状体である成形体を得た。このときの成形体は断面弧状の板状体であり、その厚さは３．９１ｍｍであった。
【００６８】
こうして得られた成形体を大気中で１２００℃で１．０時間焼成して厚さ３．０ｍｍの焼結体を得た。そして、厚さ２．０ｍｍのフェライト焼結磁石を得るために、焼結体の表面をダイヤモンド砥粒砥石を用いて研削代１．０ｍｍで研削加工した。
【００６９】
（実施例２）
成形体の厚さを３．０ｍｍとし、キャビティＣへのスラリーの供給量を４．８ｃｍ３としたこと以外は実施例１と同様にして断面弧状の板状体である焼結体を得た。この焼結体の厚さは２．３ｍｍであった。そして、厚さ２．０ｍｍのフェライト焼結磁石を得るために、焼結体の表面を研削代０．３ｍｍで研削加工した。
【００７０】
（比較例１）
キャビティＣがスラリーで満たされるまでスラリー供給を行った後、スラリーの圧縮形成を、スラリー供給孔１２１ｄを塞ぎながら行ったこと以外は実施例１と同様にして焼結体を得た。このときキャビティＣに供給されたスラリーの量は９．３ｃｍ３であった。また、この焼結体の厚さは５．０ｍｍであった。そして、厚さ２．０ｍｍのフェライト焼結磁石を得るために、焼結体の表面を研削代３．０ｍｍで研削加工した。
【００７１】
実施例１，２及び比較例１で得られたフェライト焼結磁石について、目視検査で、割れやカケ等の構造不良がないかどうか観察した。その結果、実施例１，２及び比較例１で得られたフェライト焼結磁石のいずれにおいても割れやカケなどの構造不良は見られなかった。また、実施例１，２及び比較例１で得られたフェライト焼結磁石について、フェライト焼結磁石の厚さに対する研削代の比率（研削比率）を算出した。結果を表１に示す。
【表１】
【００７２】
表１に示す結果より、実施例１及び２のフェライト焼結磁石は、比較例１のフェライト焼結磁石に比べて研削比率が十分に小さく、材料のロスを抑えられることが分かった。
【００７３】
以上より、本発明の磁石の製造方法によれば、材料のロスを抑えながら、薄くても構造不良の生じにくい磁石を得ることができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る磁石の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る磁石用成形体の製造装置の一例を用いてスラリーを成形装置のキャビティ内に供給するスラリー供給工程を示す概略図である。
【図３】図２の磁石用成形体の製造装置を用いて成形装置のキャビティ内に供給されたスラリーを圧縮成形する成形工程を示す概略図である。
【図４】図２の磁石用成形体の製造装置を用いて成形装置で得られた成形体を取り出す工程を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…フェライト焼結磁石（磁石）、１２…成形装置、１３…スラリー供給装置、１００…磁石用成形体の製造装置、１２１ａ…貫通穴、１２１ｂ…内壁面、１２１ｄ…スラリー供給孔、１２１…臼型（第１の金型）、１２２…下型（第２の金型）、１２３…上型（第３の金型）、１３２…定量ポンプ（定量供給手段）、Ｓ…スラリー、Ｃ…キャビティ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石の製造方法、これにより得られる磁石及び磁石用成形体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フェライト磁石は、特性に優れ比較的安価であることから、自動車、家電製品、産業機械等、あらゆる分野で多量に使用されている。
【０００３】
フェライト磁石を製造するには、まず原材料を所定の配合比で混合したものを仮焼してフェライト化した仮焼体を得た後、この仮焼体をサブミクロンサイズまで粉砕し、フェライト粒子からなる微粉砕粉末を得る。次いで、微粉砕粉末を磁場中で圧縮成形して成形体を得た後、この成形体を焼結する。こうしてフェライト磁石が得られる。
【０００４】
上記の成形の工程には大きく分けて、微粉砕粉末を乾燥させた後に成形を行う乾式成形と、微粉砕粉末をスラリー状にして成形を行う湿式成形とがあり、磁石の配向度を高めるためには、湿式成形が好ましいとされている。
【０００５】
このように成形を湿式成形で行う磁石の製造方法としては、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。同文献に記載の磁石の製造方法では、貫通穴を有する臼型と、臼型の貫通穴に挿入される下型と、貫通穴を下型とともに塞ぐことによってキャビティを形成する上型とを備えた成形装置が用いられており、臼型の貫通穴を包囲する内壁面には、スラリーを供給するスラリー供給孔が形成されている。そして、ポンプにより臼型に供給されたスラリーがスラリー供給孔からキャビティ内に供給される。
【０００６】
上記磁石の製造方法では、ポンプにより臼型に供給されたスラリーが、スラリー供給孔からキャビティに供給されてキャビティがスラリーで満たされた後、下型が移動され、スラリー供給孔を塞ぎながらスラリーを圧縮成形することによって成形体が得られている。
【特許文献１】特開２００６−２５３５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、フェライト磁石の小型、薄型化が進んでおり、それに伴って成形体の厚みも薄くすることが求められてきている。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載の磁石の製造方法には、薄い成形体を得ようとすると、以下に示す課題があった。
【０００９】
即ち、薄い成形体を得るためには、スラリー供給孔が塞がれてからの下型の加圧ストロークを十分に取る必要がある。ところが、キャビティがスラリーで満たされているため、下型の加圧ストロークを十分に取ることができず、スラリー供給孔が塞がれない状態でスラリーが圧縮成形されてしまう。このため、圧縮により絞り出された分散媒がスラリー供給孔に流れ込み、スラリー供給孔に近づくほど分散媒の濃度が高くなる。言い換えるとスラリー供給孔に近づくほど磁性粉末の濃度が低くなる。その結果、得られる成形体に密度差が生じ、成形体を焼成して得られる磁石にクラック、カケ、割れなどの構造不良が生じ易くなる。また成形体には密度差に起因して収縮率の差が生じ、それによっても、成形体の焼成時に変形が生じ易くなり、得られる磁石に構造不良が生じ易くなる。このように上記特許文献１に記載の磁石の製造方法では、薄くても構造不良の生じにくい磁石を得ることが困難であった。
【００１０】
ここで、上記磁石の製造方法により厚みのある成形体を製造し、これを焼結した焼結体を研削加工することによって、薄くても構造不良の生じにくい磁石を製造することは可能である。しかし、この場合、焼結体を多量に研削加工する必要が生じるため材料のロスが大きくなる。
【００１１】
また、上記の問題は、フェライト磁石に限らず、希土類磁石等のフェライト磁石以外の磁石を製造する場合にも生じるものである。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、材料のロスを抑えながら、薄くても構造不良の生じにくい磁石を製造できる磁石の製造方法、これにより得られる磁石、磁石用成形体の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、磁性粉末及び分散媒を含むスラリーを成形装置のキャビティ内に供給するスラリー供給工程と、前記スラリーに磁場を印加しながら前記スラリーを圧縮成形し成形体を得る成形工程と、前記成形体を焼結して磁石を得る焼結工程とを含み、前記成形装置が、前記スラリーが供給される貫通穴を有し、前記スラリーを供給するスラリー供給孔が、前記貫通穴を包囲する内壁面に形成されている第１の金型と、前記貫通穴に挿入される第２の金型と、前記貫通穴を前記第２の金型とともに塞ぐことによって前記キャビティを形成する第３の金型とを備えており、前記スラリーは、前記第２の金型が前記第１の金型の前記貫通穴に挿入されて前記スラリー供給孔を塞いだ時点の前記キャビティの容積以下の量となるように供給され、前記成形工程において、前記スラリーが、前記第２の金型が前記スラリー供給孔を塞いだ後に圧縮成形される、磁石の製造方法である。
【００１４】
本発明による磁石の製造方法によれば、スラリー供給工程において、スラリーが、第２の金型がスラリー供給孔を塞いだ時点のキャビティの容積以下の量となるように供給されるため、第２の金型がスラリー供給孔を塞いだ後にスラリーを圧縮成形することが可能となる。即ち、スラリーの圧縮成形時に第２の金型がスラリー供給孔を塞いでいるため、スラリーがスラリー供給孔へと逆流することがなく、キャビティ内においてスラリー中の分散媒の濃度がスラリー供給孔に近づくほど高くなることが抑制される。このため、薄い成形体を得る場合であっても、キャビティ内でのスラリーの濃度ムラが抑制され、得られる成形体に密度差が生じにくくなり、その焼結により得られる磁石においてクラック、カケ、割れなどの構造不良が生じ難くなる。また成形体において、密度差に起因した収縮率の差も小さくなり、それによって、成形体の焼成時における変形が生じにくくなり、得られる磁石において構造不良が生じ難くなる。従って、成形体を焼結して得られる焼結体の研削量を少なく抑えることができる。よって、本発明の磁石の製造方法によれば、材料のロスを抑えながら、薄くても構造不良の生じにくい磁石を得ることができる。また、スラリーが逆流することがないため、スラリーがスラリー供給孔に逆流することを防ぐための遮断弁を設ける必要もなくなる。
【００１５】
また、第２の金型が第１の金型のスラリー供給孔を塞いだ後にスラリーの圧縮成形が行われるため、スラリー供給孔が第２の金型によって塞がれた後、スラリー供給孔に残されたスラリーが加圧状態とならずに済む。このため、成形体を成形装置から取り出した後、第２の金型を移動させて、第１の金型のスラリー供給孔を開放させても、スラリー供給孔からのスラリーの噴出を抑制することができる。このため、スラリーの噴出による金型の清掃作業が不要となる。従って、複数の磁石を製造する場合に、その製造効率を著しく高めることができる。またスラリーの噴出を抑制するための残圧処理装置などの装置を設ける必要がなくなる。
【００１６】
さらに、本発明の磁石の製造方法では、第２の金型がスラリー供給孔を塞いだ後にスラリーを圧縮成形することが可能となるため、スラリー供給孔の開口度を大きくすることが可能となる。このため、スラリーの目詰まり抑制、及びスラリー供給量の変動の抑制が可能になるとともに、スラリー供給時間の短縮化を図ることができる。
【００１７】
上記スラリー供給工程において、前記スラリーを前記キャビティ内に一定量供給することが好ましい。この場合、複数個の磁石を作製した場合に、磁石の重さのバラツキを低減することができる。
【００１８】
また、本発明は、上記磁石の製造方法によって製造される磁石である。この発明によれば、薄くてもクラック、カケ、割れなどの構造不良が生じ難い磁石が実現される。また、本発明の磁石によれば、上記製造方法により材料のロスが抑えられるため、低コスト化を図ることができる。この発明によれば、例えば、板状体をなし、４ｍｍ以下の厚さを有する磁石を実現することが可能となる。
【００１９】
また本発明は、キャビティを有する成形装置と、前記キャビティ内にスラリーを供給するスラリー供給装置とを備えており、前記成形装置が、前記スラリーが供給される貫通穴を有し、前記スラリーを供給するスラリー供給孔が、前記貫通穴を包囲する内壁面に形成されている第１の金型と、前記貫通穴に挿入される第２の金型と、前記貫通穴を前記第２の金型とともに塞ぐことによって前記キャビティを形成する第３の金型とを備えており、前記スラリー供給装置が、前記第２の金型が前記第１の金型の前記スラリー供給孔を塞いだ時点の前記キャビティの容積以下の量の前記スラリーを供給するものである、磁石用成形体の製造装置である。
【００２０】
この磁石用成形体の製造装置によれば、スラリー供給装置により、スラリーが、第２の金型がスラリー供給孔を塞いだ時点のキャビティの容積以下の量となるように供給されるため、上記磁石の製造方法と同様に、薄い成形体を得る場合であっても、キャビティ内でのスラリーの濃度ムラが抑制され、得られる成形体に密度差が生じにくくなる。また成形体において、密度差に起因した収縮率の差も小さくなり、それによって、焼成時における変形が生じにくい成形体を得ることができる。
【００２１】
また、第２の金型が第１の金型のスラリー供給孔を塞いだ後にスラリーの圧縮成形が行われるため、上記磁石の製造方法と同様に、成形体を成形装置から取り出す際、第２の金型を移動させて、第１の金型のスラリー供給孔を開放させても、スラリー供給孔からのスラリーの噴出を抑制することができる。このため、スラリーの噴出による金型の清掃作業が不要となり、複数の磁石を製造する場合に、その製造効率を著しく高めることができる。またスラリーの噴出を抑制するための残圧処理装置などの装置を設ける必要がなくなる。
【００２２】
さらに、本発明の磁石用成形体の製造装置では、第２の金型がスラリー供給孔を塞いだ後にスラリーを圧縮成形することが可能となるため、上記磁石の製造方法と同様に、スラリーの目詰まり抑制、及びスラリー供給量の変動の抑制が可能になるとともに、スラリー供給時間の短縮化を図ることができる。
【００２３】
上記磁石用成形体の製造装置において、前記スラリー供給装置が、前記スラリーを前記キャビティ内に一定量供給する定量供給手段を備えることが好ましい。この場合、定量供給手段により、スラリーがキャビティ内に一定量供給されるため、複数個の磁石を作製した場合に、磁石の重さのバラツキを低減することができる。
【００２４】
なお、本発明において、「前記第２の金型が前記第１の金型の前記貫通穴に挿入されて前記スラリー供給孔を塞いだ時点」とは、前記スラリー供給孔が第２の金型によって完全に塞がれて前記スラリー供給孔と前記キャビティとの間のスラリーの移動が遮断された時点を言うものとする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、材料のロスを抑えながら、薄くても構造不良の生じにくい磁石を得ることができる磁石の製造方法、これにより得られる磁石、磁石用成形体の製造装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
〔磁石〕
図１は、本発明に係る磁石の製造方法により製造される磁石の一例としてのフェライト焼結磁石を示す斜視図である。図１に示すフェライト焼結磁石１０は、断面弧状の板状体をなしており、後述する磁石の製造方法により製造されるものである。なお、フェライト焼結磁石の形状はこれに限定されるものではなく、断面矩形状の板状体であってもよい。フェライト焼結磁石１０の厚さは特に制限されないが、例えば４ｍｍ以下である。
【００２８】
〔磁石の製造方法〕
次に、フェライト焼結磁石１０の製造方法について説明する。
【００２９】
フェライト焼結磁石１０の製造においては、まず、フェライト焼結磁石１０を形成するための原料を所定の配合比で混合し、この混合物を仮焼してフェライト化し、仮焼体を得る。上記原料としては、金属酸化物、焼成により酸化物となる化合物、例えば水酸化物や塩（炭酸塩、硝酸塩等）等が挙げられる。
【００３０】
上記仮焼は、例えば、空気中等の酸化性雰囲気下で行うことが好ましい。また、仮焼温度は例えば１１００〜１４５０℃で行えばよい。
【００３１】
上記仮焼体は、そのままでは顆粒状、塊状等を有しており、後述する成形等が困難であるので、この状態の仮焼体を粉砕して所望の粒径の磁性粉末とすることが好ましい。具体的には仮焼後の顆粒状や塊状の仮焼体を、粗粉砕した後、微粉砕することで、好適な粒径を有する磁性粉末が得られるように調整する。こうして微粉砕された磁性粉末が得られる。上記粗粉砕は、例えば振動ミル等の公知の粉砕装置を用いて行うことができる。また微粉砕は、粗粉砕後の仮焼体を、例えば湿式アトライタ、ボールミル、ジェットミル等の公知の粉砕装置を用いて行うことができる。
【００３２】
次に、上記微粉砕された磁性粉末と分散媒とを混合させて、磁性粉末及び分散媒を含むスラリーを得る。スラリーとしては、当該スラリー中に上記粉末が３０〜８０質量％程度含まれるものが好ましい。また、分散媒としては水が好ましく、水に加えて、グルコン酸及び／又はグルコン酸塩、ソルビトール等の界面活性剤が更に含まれるものであってもよい。なお、分散媒は、水に限定されず、非水系分散媒であってもよい。非水系分散媒としては、例えばトルエン、キシレン等の有機溶媒が挙げられる。非水系分散媒を用いる場合は、オレイン酸等の界面活性剤が分散媒に含まれていることが好ましい。
【００３３】
そして、このスラリーを成形装置のキャビティ内に供給する（スラリー供給工程）。
【００３４】
そして、スラリーに磁場を印加しながらスラリーを圧縮成形し成形体を得る（成形工程）。このとき、湿式成形における成形圧力は、例えば０．１〜０．５ｔｏｎ／ｃｍ２であり、印加磁場は、例えば５〜１５ｋＯｅである。
【００３５】
こうして得られた成形体を焼成して焼結体を得る。こうして、焼結体からなるフェライト焼結磁石１０が得られる（焼結工程）。焼成は、大気中等の酸化性雰囲気中で行うことができる。
【００３６】
好適な磁気特性等を有するフェライト焼結磁石１０を得る観点からは、焼成温度は、１１００〜１２２０℃とすることが好ましく、１１４０〜１２００℃とすることがより好ましい。
【００３７】
図２〜図４は、本発明に係る磁石用成形体の製造装置の一例を示す概略図であり、図２は、成形装置内にスラリーを供給するスラリー供給工程を示し、図３は、成形装置内に供給されたスラリーを圧縮成形する成形工程を示し、図４は、圧縮成形により得られた成形体を取り出す工程を示すものである。
【００３８】
図２〜図４に示すように、磁石用成形体の製造装置１００は、キャビティＣを有する成形装置１２と、成形装置１２にスラリーを供給するスラリー供給装置１３と、キャビティＣ内のスラリーＳに磁場を印加する磁場印加装置（図示せず）とを備えている。
【００３９】
成形装置１２は、スラリーＳが供給される貫通穴１２１ａを有する臼型（第１の金型）１２１と、貫通穴１２１ａに挿入される下型（第２の金型）１２２と、貫通穴１２１ａを下型１２２とともに塞ぐことによってキャビティＣを形成する上型（第３の金型）１２３とを備えている。
【００４０】
臼型１２１は、貫通穴１２１ａを包囲する内壁面１２１ｂと、内壁面１２１ｂを包囲する外壁面１２１ｃとを有し、内壁面１２１ｂには、スラリーＳを供給するスラリー供給孔１２１ｄが形成されている。スラリー供給孔１２１ｄは、内壁面１２１ｂ及び外壁面１２１ｃを貫通するように形成されている。
【００４１】
そして、下型１２２の上型１２３側の下加圧面１２２ａと、上型１２３の下型１２２側の上加圧面１２３ａと、臼型１２１の内壁面１２１ｂとによってキャビティＣが構成される。
【００４２】
下型１２２の下加圧面１２２ａには凸部１２２ｂが設けられ、上型１２３の上加圧面１２３ａは凹部１２３ｂを構成し、これにより、得られる成形体１４０の断面形状が弧状とされる。
【００４３】
また、上型１２３と臼型１２１との間には、スラリーＳ中の分散媒を抜くための濾布１２４が挟まれるようになっている。また臼型１２１の内壁面１２１ｂには、下型１２２との隙間をシールするシール部材１２１ｅが設けられている。
【００４４】
スラリー供給装置１３は、スラリーＳが貯留されるスラリー貯留容器１３１と、スラリーＳを成形装置１２のキャビティＣ内に、スラリー供給孔１２１ｄを通して一定量供給するための定量ポンプ１３２とを主として備えている。そして、スラリー貯留容器１３１と定量ポンプ１３２とは、第１スラリー供給配管１３３によって接続され、第１スラリー供給配管１３３には、スラリー貯留容器１３１から定量ポンプ１３２に向かって順次メインポンプ１３４及びバルブ１３５が設置されている。また、第１スラリー供給配管１３３のうちバルブ１３５と定量ポンプ１３２との間の箇所からは第２スラリー供給配管１３６が分岐し、スラリー供給孔１２１ｄに接続されている。そして、第２スラリー供給配管１３６にはバルブ１３７が設置されている。
【００４５】
定量ポンプ１３２は、第１スラリー供給管１３３内に連通し、その容積が変更可能なチャンバ２１と、このチャンバ２１の容積を変更させるための駆動機構２２とから構成されている。チャンバ２１は、筒状のシリンダ２３と、このシリンダ２３内で一方向に沿って往復動可能に設けられたピストン２４とによって形成されている。そして、シリンダ２３は、連通部２３ａを介し、第１スラリー供給管１３３内に連通している。
【００４６】
駆動機構２２は、例えば、空圧や油圧によって作動する伸縮シリンダから構成され、ピストン２４は、駆動機構２２の動作ロッド２２ａの先端部に連結されている。空圧や油圧によって駆動機構２２を作動させることで動作ロッド２２ａを進退させ、ピストン２４をシリンダ２３内で移動させる。ピストン２４が移動すると、これによりチャンバ２１の容積が変動するようになっている。駆動機構２２としては、ピストン２４をシリンダ２３内で移動させることができるのであれば、伸縮シリンダに限らず、適宜他の機構を採用することが可能である。
【００４７】
駆動機構２２は、スラリー供給装置１３の図示しないコントローラ（制御部）によってその作動が制御される。このコントローラは、具体的には、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点でのキャビティＣの容積以下の量のスラリーＳがスラリー供給孔１２１ｄを通してキャビティＣ内に供給されるように駆動機構２２を制御するものである。本実施形態では、駆動機構２２は、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点でのキャビティＣの容積に基づいて、その容積以下の量のスラリーＳをスラリー供給孔１２１ｄを通してキャビティＣ内に供給するように動作ロッド２２ａの移動量を制御する。
【００４８】
なお、定量ポンプとしては、本実施形態のようなプランジャー式ポンプに限らず、ギヤポンプ、スクリューポンプ、モーノポンプ等、適宜他のポンプを採用することが可能である。
【００４９】
次に、磁石用成形体の製造装置１００を用いた成形体の製造方法について説明する。
【００５０】
即ちまず、図２において、バルブ１３７を閉じ、バルブ１３５を開いた状態で、メインポンプ１３４を作動し、スラリー貯留容器１３１から第１スラリー供給配管１３３を経て定量ポンプ１３２にスラリーＳを供給する。このとき、定量ポンプ１３２では、駆動機構２２によりシリンダ２４を退かせ、チャンバ２１の容積を大きくしておく。こうしてチャンバ２１内にスラリーＳが導入される。
【００５１】
次に、バルブ１３５を閉じてバルブ１３７を開くとともに、臼型１２１に対して下型１２２を、スラリー供給孔１２１ｄが開放される位置（即ち塞がれない位置）に配置しておく。この状態で、駆動機構２２により動作ロッド２２ａを作動させ、ピストン２４によりスラリーＳをチャンバ２１から追い出し、連通部２３ａ、第１スラリー供給配管１３３、第２スラリー供給管１３６及びスラリー供給孔１２１ｄを経て成形装置１２のキャビティＣ内にスラリーＳを供給する。このとき、駆動機構２２は、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点でのキャビティＣの容積に基づいて、その容積以下の量のスラリーＳをスラリー供給孔１２１ｄを通してキャビティＣ内に供給するように動作ロッド２２ａの移動量を制御する。このため、スラリーＳは、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点のキャビティＣの容積以下の量となるように供給される。従って、この時点で、スラリーＳは圧縮されていない。
【００５２】
その後、下型１２２を上型１２３に向かって移動させ、下型１２２によってスラリー供給孔１２１ｄを塞ぐ（図３）。このとき、スラリーＳは、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点のキャビティＣの容積以下の量となるように供給されている。このため、その後、下型１２２をさらに上型１２３に向かって移動させると、スラリーＳを圧縮成形することが可能となる。またこのとき、スラリーＳには磁場印加装置により磁場を印加する。こうして成形体１４０が得られる。
【００５３】
上記のようにして成形体１４０が得られた後は、上型１２３を臼型１２１から分離し、下型１２２をさらに上方に移動させ、成形体１４０を取り出せばよい（図４）。取り出した成形体１４０は、上述のように焼成して焼結体とされる。こうしてフェライト焼結磁石１０が得られる。なお、焼結体に対しては必要に応じ、研削加工等を行ってもよい。この場合は、研削加工された焼結体がフェライト焼結磁石１０となる。但し、本実施形態では、薄くても構造不良の生じにくいフェライト焼結磁石が得られるため、上記のように焼結体に対して研削加工を行う場合でも研削量を少なくすることができ、材料のロスを十分に抑えることができる。
【００５４】
上記のように、本実施形態では、スラリーＳの圧縮成形時に下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いでいるため、キャビティＣ内においてスラリーＳ中の分散媒の濃度がスラリー供給孔１２１ｄに近づくほど高くなることが抑制されている。このため、薄い成形体を得る場合であっても、キャビティＣ内でのスラリーＳの濃度ムラが抑制され、得られる成形体に密度差が生じにくくなり、その焼結により得られるフェライト焼結磁石１０においてクラック、カケ、割れなどの構造不良が生じ難くなる。また成形体において、密度差に起因した収縮率の差も小さくなり、それによって、成形体の焼成時における変形が生じにくくなり、得られるフェライト焼結磁石１０において構造不良が生じ難くなる。従って、成形体を焼結して得られる焼結体の研削量を少なく抑えることができる。
【００５５】
よって、本実施形態のフェライト焼結磁石１０の製造方法によれば、材料のロスを抑えながら、薄くても構造不良の生じにくいフェライト焼結磁石１０を得ることができる。
【００５６】
また、下型１２２が臼型１２１のスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ後にスラリーＳの圧縮成形が行われるため、スラリー供給孔１２１ｄが下型１２２によって塞がれた後、スラリー供給孔１２１ｄに残されたスラリーＳが加圧状態とならずに済む。このため、成形体を成形装置１２から取り出した後、次の成形体を製造するべく下型１２２を移動させ、臼型１２１のスラリー供給孔１２１ｄを開放させる場合でも、スラリー供給孔１２１ｄからのスラリーＳの噴出を抑制することができる。このため、スラリーＳの噴出による金型の清掃作業が不要となる。従って、複数のフェライト焼結磁石１０を製造する場合に、その製造効率を著しく高めることができる。
【００５７】
またスラリーＳの噴出を抑制するための残圧処理装置などの装置を設ける必要もなくなる。
【００５８】
さらに、本実施形態のフェライト焼結磁石１０の製造方法では、下型１２２がスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ後にスラリーＳを圧縮成形することが可能となるため、スラリー供給孔１２１ｄの開口度を大きくすることが可能となる。このため、スラリーＳの目詰まり抑制、及びスラリー供給量の変動の抑制が可能になるとともに、スラリー供給時間の短縮化を図ることができる。
【００５９】
また上記実施形態では、定量ポンプ１３２により、スラリーＳがキャビティＣ内に一定量供給されるため、複数個のフェライト焼結磁石１０を作製した場合に、フェライト焼結磁石１０の重さバラツキを低減することができる。
【００６０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、フェライト焼結磁石の製造方法について説明したが、本発明に係る磁石の製造方法は、希土類焼結磁石等のフェライト焼結磁石以外の磁石の製造にも適用可能である。
【００６１】
また、上記実施形態では、スラリー貯留容器１３１からスラリーＳをメインポンプ１３４により一旦定量ポンプ１３２に導入した後、定量ポンプ１３２からスラリー供給孔１２１ｄを経て成形装置１２のキャビティＣ内に供給しているが、メインポンプ１３４に代えて公知の定量ポンプを用い、定量ポンプ１３２を省略してもよい。この場合、磁石用成形体の製造装置１００の小型化を図ることができる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００６３】
（実施例１）
Sr0.82La0.18Co0.15Fe11.8O19で表される組成のフェライト焼結磁石を下記のようにして形成した。まず、原料であるFe2O3及びSrCO3を混合し、この混合物を、空気中で１２００℃で０．５時間仮焼してフェライト化し、仮焼体を得た。
【００６４】
次に、仮焼体を、ローラーミルで粗粉砕した後、アトライタで微粉砕して微粉砕された磁性粉末を得た。
【００６５】
次に、上記微粉砕された磁性粉末と水とCaCO3、SiO2、La(OH)3、Co3O4を混合させて、磁性粉末及び水を含むスラリーを得た。このとき、磁性粉末の濃度は７６質量％となるようにした。
【００６６】
そして、上記のようにして得られたスラリーを、図２に示す成形装置１２のキャビティＣ内に供給した。このとき、下型１２２が臼型１２１の貫通穴１２１ａに挿入されてスラリー供給孔１２１ｄを塞いだ時点のキャビティＣの容積は８．８ｃｍ３であった。またこのとき、コントローラは、上記キャビティＣの容積に基づき、キャビティＣに供給されるスラリーＳの量が上記容積より少ない６．３ｃｍ３となるように駆動機構２２を制御した。具体的には、コントローラは、駆動機構２２を介して動作ロッド２２ａの移動量を、キャビティＣに供給されるスラリーＳの量が上記容積より少ない６．３ｃｍ３となるように制御した。
【００６７】
そして、スラリーに１２ｋＯｅの磁場を印加しながらスラリーを０．５ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で圧縮成形し、断面弧状の板状体である成形体を得た。このときの成形体は断面弧状の板状体であり、その厚さは３．９１ｍｍであった。
【００６８】
こうして得られた成形体を大気中で１２００℃で１．０時間焼成して厚さ３．０ｍｍの焼結体を得た。そして、厚さ２．０ｍｍのフェライト焼結磁石を得るために、焼結体の表面をダイヤモンド砥粒砥石を用いて研削代１．０ｍｍで研削加工した。
【００６９】
（実施例２）
成形体の厚さを３．０ｍｍとし、キャビティＣへのスラリーの供給量を４．８ｃｍ３としたこと以外は実施例１と同様にして断面弧状の板状体である焼結体を得た。この焼結体の厚さは２．３ｍｍであった。そして、厚さ２．０ｍｍのフェライト焼結磁石を得るために、焼結体の表面を研削代０．３ｍｍで研削加工した。
【００７０】
（比較例１）
キャビティＣがスラリーで満たされるまでスラリー供給を行った後、スラリーの圧縮形成を、スラリー供給孔１２１ｄを塞ぎながら行ったこと以外は実施例１と同様にして焼結体を得た。このときキャビティＣに供給されたスラリーの量は９．３ｃｍ３であった。また、この焼結体の厚さは５．０ｍｍであった。そして、厚さ２．０ｍｍのフェライト焼結磁石を得るために、焼結体の表面を研削代３．０ｍｍで研削加工した。
【００７１】
実施例１，２及び比較例１で得られたフェライト焼結磁石について、目視検査で、割れやカケ等の構造不良がないかどうか観察した。その結果、実施例１，２及び比較例１で得られたフェライト焼結磁石のいずれにおいても割れやカケなどの構造不良は見られなかった。また、実施例１，２及び比較例１で得られたフェライト焼結磁石について、フェライト焼結磁石の厚さに対する研削代の比率（研削比率）を算出した。結果を表１に示す。
【表１】
【００７２】
表１に示す結果より、実施例１及び２のフェライト焼結磁石は、比較例１のフェライト焼結磁石に比べて研削比率が十分に小さく、材料のロスを抑えられることが分かった。
【００７３】
以上より、本発明の磁石の製造方法によれば、材料のロスを抑えながら、薄くても構造不良の生じにくい磁石を得ることができることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る磁石の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る磁石用成形体の製造装置の一例を用いてスラリーを成形装置のキャビティ内に供給するスラリー供給工程を示す概略図である。
【図３】図２の磁石用成形体の製造装置を用いて成形装置のキャビティ内に供給されたスラリーを圧縮成形する成形工程を示す概略図である。
【図４】図２の磁石用成形体の製造装置を用いて成形装置で得られた成形体を取り出す工程を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…フェライト焼結磁石（磁石）、１２…成形装置、１３…スラリー供給装置、１００…磁石用成形体の製造装置、１２１ａ…貫通穴、１２１ｂ…内壁面、１２１ｄ…スラリー供給孔、１２１…臼型（第１の金型）、１２２…下型（第２の金型）、１２３…上型（第３の金型）、１３２…定量ポンプ（定量供給手段）、Ｓ…スラリー、Ｃ…キャビティ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉末及び分散媒を含むスラリーを成形装置のキャビティ内に供給するスラリー供給工程と、
前記スラリーに磁場を印加しながら前記スラリーを圧縮成形し成形体を得る成形工程と、
前記成形体を焼結して磁石を得る焼結工程とを含み、
前記成形装置が、前記スラリーが供給される貫通穴を有し、前記スラリーを供給するスラリー供給孔が、前記貫通穴を包囲する内壁面に形成されている第１の金型と、前記貫通穴に挿入される第２の金型と、前記貫通穴を前記第２の金型とともに塞ぐことによって前記キャビティを形成する第３の金型とを備えており、前記スラリーは、前記第２の金型が前記第１の金型の前記貫通穴に挿入されて前記スラリー供給孔を塞いだ時点の前記キャビティの容積以下の量となるように供給され、
前記成形工程において、前記スラリーが、前記第２の金型が前記スラリー供給孔を塞いだ後に圧縮成形される、磁石の製造方法。
【請求項２】
前記スラリー供給工程において、前記スラリーを前記キャビティ内に一定量供給する、請求項１に記載の磁石の製造方法。
【請求項３】
キャビティを有する成形装置と、
磁性粉末及び分散媒を含むスラリーを前記キャビティ内に供給するスラリー供給装置とを備えており、
前記成形装置が、
前記スラリーが供給される貫通穴を有し、前記スラリーを供給するスラリー供給孔が、前記貫通穴を包囲する内壁面に形成されている第１の金型と、
前記貫通穴に挿入される第２の金型と、
前記貫通穴を前記第２の金型とともに塞ぐことによって前記キャビティを形成する第３の金型とを備えており、
前記スラリー供給装置が、前記第２の金型が前記第１の金型の前記スラリー供給孔を塞いだ時点の前記キャビティの容積以下の量の前記スラリーを供給するものである、磁石用成形体の製造装置。
【請求項４】
前記スラリー供給装置が、前記スラリーを前記キャビティ内に一定量供給する定量供給手段を備える、請求項３に記載の磁石用成形体の製造装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の磁石の製造方法によって製造される磁石。
【請求項６】
板状体をなし、４ｍｍ以下の厚さを有する請求項５に記載の磁石。
【請求項１】
磁性粉末及び分散媒を含むスラリーを成形装置のキャビティ内に供給するスラリー供給工程と、
前記スラリーに磁場を印加しながら前記スラリーを圧縮成形し成形体を得る成形工程と、
前記成形体を焼結して磁石を得る焼結工程とを含み、
前記成形装置が、前記スラリーが供給される貫通穴を有し、前記スラリーを供給するスラリー供給孔が、前記貫通穴を包囲する内壁面に形成されている第１の金型と、前記貫通穴に挿入される第２の金型と、前記貫通穴を前記第２の金型とともに塞ぐことによって前記キャビティを形成する第３の金型とを備えており、前記スラリーは、前記第２の金型が前記第１の金型の前記貫通穴に挿入されて前記スラリー供給孔を塞いだ時点の前記キャビティの容積以下の量となるように供給され、
前記成形工程において、前記スラリーが、前記第２の金型が前記スラリー供給孔を塞いだ後に圧縮成形される、磁石の製造方法。
【請求項２】
前記スラリー供給工程において、前記スラリーを前記キャビティ内に一定量供給する、請求項１に記載の磁石の製造方法。
【請求項３】
キャビティを有する成形装置と、
磁性粉末及び分散媒を含むスラリーを前記キャビティ内に供給するスラリー供給装置とを備えており、
前記成形装置が、
前記スラリーが供給される貫通穴を有し、前記スラリーを供給するスラリー供給孔が、前記貫通穴を包囲する内壁面に形成されている第１の金型と、
前記貫通穴に挿入される第２の金型と、
前記貫通穴を前記第２の金型とともに塞ぐことによって前記キャビティを形成する第３の金型とを備えており、
前記スラリー供給装置が、前記第２の金型が前記第１の金型の前記スラリー供給孔を塞いだ時点の前記キャビティの容積以下の量の前記スラリーを供給するものである、磁石用成形体の製造装置。
【請求項４】
前記スラリー供給装置が、前記スラリーを前記キャビティ内に一定量供給する定量供給手段を備える、請求項３に記載の磁石用成形体の製造装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の磁石の製造方法によって製造される磁石。
【請求項６】
板状体をなし、４ｍｍ以下の厚さを有する請求項５に記載の磁石。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１１１１６９（Ｐ２００９−１１１１６９Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８２０８１（Ｐ２００７−２８２０８１）
【出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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