本發(fā)明涉及用于對容器(以下稱作“填充對象容器”)填充粉末的粉末填充裝置以及使用該粉末填充裝置的燒結磁體制造設備。

背景技術：

作為用于制造燒結磁體的一種方法，已知如下無壓工藝(plp(press-lessprocess))法：以預定密度對填充對象容器填充原料粉末，然后在磁場中進行材料取向和燒結而不進行壓縮成型(專利文獻1)。該方法的優(yōu)點在于，能夠在不降低剩余磁通密度的情況下增大矯頑力(coerciveforce)，并且獲得具有接近最終產品的形狀的燒結磁體。這里，要求填充對象容器被原料粉末填充的密度比填充對象容器被原料粉末簡單填充的情況(自然填充)的密度高(比壓縮成型體的情況的密度低)。以下將以該密度對填充對象容器填充粉末的方式稱作“高密度填充”。

專利文獻2公開了一種對粉末填充容器進行粉末的高密度填充的空氣拍擊裝置。在該裝置中，填充對象容器被以使得筒狀引導構件的下部開口與填充對象容器連通的方式可拆卸且可封閉地安裝。筒狀引導構件的下部開口處設置有網格構件，該網格構件由例如被以恒定間隔拉伸的多根線、被以恒定間隔穿孔的板材等形成。筒狀引導構件的上部開口處以可拆卸且可封閉的方式安裝有蓋。蓋連接有用于從壓縮氣體源向筒狀引導構件內供給氣體的氣體供給管和用于從筒狀引導構件的內部排出氣體的氣體排出管。氣體供給管中設置有電磁閥。另一方面，在氣體排出管中，也可以設置電磁閥，并且可以不設置電磁閥而自然地排出氣體。在空氣拍擊裝置中，從上部開口向筒狀引導構件內投入粉末，隨后，將蓋安裝于上部開口，并且將填充對象容器安裝于下部開口。然后，反復開閉設置在氣體供給管中的電磁閥，以使筒狀引導構件中的粉末的上部空間的壓力交替地升降。因此，經由網格構件對填充對象容器進行粉末的高密度填充。

專利文獻1：日本特開2006-019521號公報

專利文獻2：日本特開2001-072001號公報

技術實現(xiàn)要素：

然而，作為本發(fā)明人的調查結果，發(fā)現(xiàn)在通過使用該空氣拍擊方法對填充對象容器填充粉末的情況下，粉末的填充密度根據在填充對象容器中的位置的不同而不同，并且填充密度在整個填充對象容器中不一定均勻。在本發(fā)明人進行更詳細地調查之后，確定填充對象容器中發(fā)生填充密度的稀疏和/或稠密的位置還根據所使用的空氣拍擊裝置相對應地變化。

本發(fā)明要解決的問題是提供粉末填充裝置和使用該粉末填充裝置的燒結磁體制造設備，該粉末填充裝置能夠利用粉末對粉末填充對象容器進行高密度填充，以使填充對象容器的整個內部中的填充密度大致均勻。

為了解決以上問題，根據本發(fā)明的粉末填充裝置包含：

a-1)粉末收納室，所述粉末收納室包括能夠收納粉末的內部空間、位于上部的蓋和位于下部的下部開口，其中所述下部開口能夠與填充對象容器的粉末填充單元形成密閉空間；

a-2)網格構件，所述網格構件設置于所述下部開口；

a-3)三個或更多個排氣口，所述三個或更多個排氣口以具有二維形狀的方式設置于所述蓋；

a-4)給氣口，所述給氣口設置于所述蓋、位于由所述三個或更多個排氣口中的任意三個排氣口圍繞的區(qū)域的內部；以及

a-5)氣體供給單元，所述氣體供給單元以脈沖的方式通過所述給氣口向所述內部空間反復供給壓縮氣體。

在根據本發(fā)明的粉末填充裝置中，在蓋中以具有二維形狀的方式設置三個或更多個排氣口。即，三個或更多個排氣口被以不布置在一條直線上的配置設置。在由三個或更多個排氣口中的任意三個排氣口圍繞的區(qū)域的內部設置給氣口。這里，將“由三個排氣口圍繞的區(qū)域”定義為由使這三個排氣口彼此連接的線段圍繞的區(qū)域(三角形)?！皡^(qū)域的內部”還包括在線段上的情況。在設置有四個或更多個排氣口的情況下，可以為這些排氣口額外提供滿足以上要求的另一給氣口。

蓋可以固定于粉末收納室，或者可以是可拆卸的。

當使用根據本發(fā)明的粉末填充裝置時，首先，將粉末收納在內部空間中。在蓋可拆卸的情況下，可以將蓋拆下，然后可以向內部空間供給粉末。在蓋固定于粉末收納室的情況下，可以在粉末收納室額外設置粉末供給口，從而可以通過該粉末供給口向內部空間供給粉末，或者可以從下部開口向內部空間供給粉末。在填充對象容器安裝于下部開口以使下部開口與填充對象容器的粉末填充單元形成密閉空間的狀態(tài)下，以脈沖的方式通過給氣口向內部空間反復供給壓縮空氣。因而，內部空間中的粉末的上部空間的壓力交替地升降，從而經由網格構件對填充對象容器進行粉末的高密度填充。

在根據本發(fā)明的粉末填充裝置中，從給氣口供給到內部空間的壓縮氣體在沿橫向擴散的同時向下指向，進而從給氣口朝向下部開口側地對粉末加壓。然后，壓縮氣體因來自粉末層的反作用而向上指向，并且在沿橫向進一步擴散的同時到達排氣口，然后向外排出。此時，由于給氣口布置在由三個排氣口圍繞的區(qū)域的內部，所以已經沿橫向擴散的氣體會均勻地從排氣口排出。因此，能夠抑制內部空間中的壓力的局部上升或下降，進而能夠從開口經由網格構件向填充對象容器以具有大致均勻的密度的方式供給粉末。

期望給氣口布置在距所述三個排氣口的距離大致相等的位置處。該構造能夠使內部空間中的壓力分布進一步大致均勻，并且能夠以具有進一步大致均勻的密度的方式向填充對象容器供給粉末。這里，距三個排氣口的距離相等的位置可以從距離精確相等的位置略微移位。具體地，允許距三個排氣口的距離相等的位置移位該距離的至多10％。

期望的是，排氣口布置在由正方形格子、長方形格子或三角形格子形成的格子的格子點處。期望的是，給氣口布置在格子中的單位格子的重心處。正方形格子和長方形格子中的單位格子的重心位于由連接設置在單位格子中的四個格子點之中的三個格子點(因此，還剩下一個點)的線段圍繞的區(qū)域中(如上所述，包括在線段上的情況)。另外，正方形格子和長方形格子中的單位格子的重心位于距三個排氣口的距離相等的位置處。因而，利用上述原因，能夠使內部空間中的壓力分布大致均勻。順便地，排氣口的位置可以從精確的重心(exactcentroid)略微移位，并且允許排氣口的位置移位距格點的距離的至多10％。

根據本發(fā)明的燒結磁體制造設備包含：

a)粉末填充裝置，其包括：

a-1)粉末收納室，所述粉末收納室包括能夠收納作為燒結磁體的原料的粉末的內部空間、位于上部的蓋和位于下部的下部開口，其中所述下部開口能夠與填充對象容器的粉末填充單元形成密閉空間；

a-2)網格構件，所述網格構件設置于所述下部開口；

a-3)三個或更多個排氣口，所述三個或更多個排氣口以具有二維形狀的方式設置于所述蓋；

a-4)給氣口，所述給氣口設置于所述蓋、位于由所述三個或更多個排氣口中的任意三個排氣口圍繞的區(qū)域的內部；以及

a-5)氣體供給單元，所述氣體供給單元以脈沖的方式通過所述給氣口向所述內部空間反復供給壓縮氣體；

b)取向單元，所述取向單元在所述填充對象容器填充有所述粉末的狀態(tài)下對所述粉末施加磁場而不施加機械壓力，以使所述粉末取向；以及

c)燒結單元，所述燒結單元在所述填充對象容器填充有所述粉末的狀態(tài)下對所述粉末進行加熱而不施加機械壓力，以進行燒結。

根據本發(fā)明的燒結磁體制造方法使用如下的粉末填充裝置，所述粉末填充裝置包括：

a-1)粉末收納室，所述粉末收納室包括能夠收納作為燒結磁體的原料的粉末的內部空間、位于上部的蓋和位于下部的下部開口，其中所述下部開口能夠與填充對象容器的粉末填充單元形成密閉空間；

a-2)網格構件，所述網格構件設置于所述下部開口；

a-3)三個或更多個排氣口，所述三個或更多個排氣口以具有二維形狀的方式設置于所述蓋；

a-4)給氣口，所述給氣口設置于所述蓋、位于由所述三個或更多個排氣口中的任意三個排氣口圍繞的區(qū)域的內部；以及

a-5)氣體供給單元，所述氣體供給單元以脈沖的方式通過所述給氣口向所述內部空間反復供給壓縮氣體，并且；

所述方法包括：

a)粉末填充步驟，將所述粉末填充在所述粉末填充裝置的內部空間中，并以脈沖的方式向所述內部空間反復供給壓縮氣體，以對所述填充對象容器填充所述粉末；

b)取向步驟，在所述填充對象容器填充有所述粉末的狀態(tài)下對所述粉末施加磁場而不施加機械壓力，以使所述粉末取向；以及

c)燒結步驟，在所述填充對象容器填充有所述粉末的狀態(tài)下對所述粉末進行加熱而不施加機械壓力，以進行燒結。

根據本發(fā)明，能夠對粉末填充容器進行粉末的高密度填充，以使填充密度大致均勻。

附圖說明

圖1a是示出根據本發(fā)明的粉末填充裝置的整體構造的示意圖；圖1b是示出給氣口和排氣口的配置的俯視圖。

圖2是示出位于實施方式的粉末填充裝置中的主體外側的底面的圖。

圖3a是示出待通過使用實施方式的粉末填充裝置填充粉末的填充對象容器的示例的俯視圖；圖3b是示出該示例的縱截面圖。

圖4是示出實施方式的粉末填充裝置的動作的示意圖。

圖5是示出填充對象容器填充粉末之后的高密度化處理的示例的示意圖。

圖6是示出在蓋的內側設置有膜等的粉末填充裝置的變型例的示意圖。

圖7a至圖7d是示出給氣口和排氣口的配置的四個變型例的俯視圖。

圖8包含圖(a-1)和圖(b-1)以及圖(a-2)和圖(b-2)，其中圖(a-1)和圖(b-1)分別示出了通過計算在空氣拍擊(airtapping)期間施加到主體中的粉末的壓力的空間分布而獲得的實施例1和實施例2的結果，圖(a-2)和圖(b-2)分別示出了通過對腔中的填充密度的分布進行實驗而獲得的實施例1和實施例2的結果。

圖9是示出實施例和比較例中的填充密度的平均值和變化的大小的曲線圖。

圖10a和圖10b是分別示出了包括外周部排氣口的示例(實施例3和實施例4)的俯視圖。

圖11包含圖(a-1)和圖(b-1)以及圖(a-2)和圖(b-2)，其中圖(a-1)和圖(b-1)分別示出了通過計算在空氣拍擊期間施加到主體中的粉末的壓力的空間分布而獲得的實施例3和實施例4的結果，圖(a-2)和圖(b-2)分別示出了通過對腔中的填充密度的分布進行實驗而獲得的實施例3和實施例4的結果。

圖12是示出根據實施方式的燒結磁體制造設備的整體構造的示意圖。

具體實施方式

將基于圖1至圖12說明根據本發(fā)明的粉末填充裝置和燒結磁體制造設備的實施方式。

圖1a是示出根據實施方式的粉末填充裝置10的整體構造的示意圖。粉末填充裝置10包括主體11、蓋12和氣體供給源13。

主體11是箱狀長方形平行六面體。主體11的頂部整體是開放的，并且底部設置有將稍后說明的下部開口111。蓋12是具有與主體11相同的橫截面的箱狀長方形平行六面體。蓋12的底部整體是開放的，并且頂部設置有將稍后說明的給氣口121和排氣口122。作為主體11和蓋12，可以使用由不銹鋼、鋁等形成的構件。

在蓋12的側壁的下端遍及整周地設置有密封材料123。蓋12的上表面設置有連接構件125，連接構件125連接到對蓋12向下加壓的加壓缸124的可動部。當蓋12載置在主體11上并通過加壓缸124朝向主體11側加壓時，確保主體11與蓋12之間的邊界處的氣密性，由此形成具有內部空間102的粉末收納室101，其中除了下部開口111、給氣口121和排氣口122以外的部分均是密封的。密封材料123可以設置在主體11的側壁的上端。

在主體11的底部，設置有總數為18個的長方形下部開口111，即，在該長方形的底部的長邊方向上等間隔設置有六個長方形下部開口111，在短邊方向上采用比長邊方向上的間隔長的間隔而等間隔設置有三個長方形的下部開口111。在位于主體11的外側的底面，以圍繞所有18個下部開口111的方式設置有密封材料113(參見圖2)。

各下部開口111均附接有網格構件15。網格構件15通過在縱向和橫向上(verticallyandhorizontally)以恒定間隔設置多根拉伸線而形成。在本實施方式中，將具有3μm的平均粒徑的粉末設定為用于對填充對象容器進行填充的對象，并且將網格構件15的線的間隔設定為3mm。以這種方式，網格構件15中的線的間隔比粉末的平均粒徑大三個數量級。然而，由于粉末的顆粒是聚集的，所以僅通過將粉末載置在網格構件15上，粉末不會穿過線之間的空間而落下。

在位于主體11側的底面，通過間隔件30安裝有填充對象容器20。在填充對象容器20中，在長方形的平板狀主體21的上表面?zhèn)仍O置有18個平板狀的腔22。腔22以與粉末填充裝置10的主體11中的下部開口111相同的間隔設置，即，在長邊方向上設置有六個腔，在短邊方向上設置有三個腔(參見圖3)。腔22的上表面具有與下部開口111相同的形狀。間隔件30由具有通孔31的板狀介質形成，通孔31被以具有與下部開口111相同的形狀和相同的配置的方式設置為18個，并且間隔件30還包含以圍繞所有18個通孔31的方式設置于下表面的密封材料32。當從下方依次堆疊填充對象容器20、間隔件30和主體11以使腔22、通孔31和下部開口111的位置匹配，并且通過加壓缸124經由蓋12向填充對象容器20側對主體11加壓時，通過密封材料113和32確保了主體11與間隔件30之間的邊界處以及間隔件30與填充對象容器20之間的邊界處的氣密性，并且通過填充對象容器20密封了主體11的下部開口111。在使用根據本實施方式的粉末填充裝置10時，不必在主體11與填充對象容器20之間夾設間隔件30，主體11的底面可以直接附接于填充對象容器20。將在說明粉末填充裝置10的使用方法時說明使用間隔件30的目的。

如圖1b的俯視圖所示，蓋12的頂部設置有六個給氣口121和18個排氣口122。圖1b通過虛線示出當主體11、蓋12、間隔件30和填充對象容器20彼此重疊時填充對象容器20的腔22所布置的位置。排氣口122被以如下方式配置成具有二維形狀：在長方形的頂部的長邊方向上以等間隔配置六個排氣口122，在短邊方向上采用比長邊方向上的間隔長的間隔而等間隔配置三個排氣口122。即，排氣口122布置在長方形格子中的格子點(latticepoint)處。當蓋12安裝于主體11時，各排氣口122均位于對應的下部開口111的長方形的重心的正上方。給氣口121被以如下方式配置成具有二維形狀：在長邊方向上以排氣口122的間隔兩倍長的間隔配置三個給氣口121，在短邊方向上以與排氣口122的間隔相同的間隔配置兩個給氣口121。這里，將注意力放在由連接圖1b所示的四個排氣口1221、1222、1223和1224中的任意三個排氣口的線段限定的三角形所形成的區(qū)域。例如，將重點放在由使三個排氣口1221、1222和1223彼此連接的線段限定的三角形所形成的區(qū)域122a，給氣口121布置在線段上，即，給氣口121布置在如以上定義的區(qū)域122a中。這同樣適用于諸如排氣口1221、1222和1224等的排氣口的其它組合。此外，排氣口1221和1223以及排氣口1222和1224相對于給氣口121對稱。因而，由使四個排氣口1221、1222、1223和1224中的任意三個排氣口彼此連接的線段限定的三角形所形成的區(qū)域包括相對于給氣口121對稱的兩個排氣口。給氣口121還與布置有排氣口122的長方形格子的單位格子122u的重心的位置一致。如上所述，四個排氣口1221、1222、1223和1224中的任一排氣口均具有距給氣口121的距離相等的位置。

如將稍后說明的，粉末填充裝置10具有用于蓋12的移動機構(未示出)，該移動機構用于在向主體11內供給粉末時使蓋12從主體11的正上方位置橫向移動。

氣體供給源13包括壓縮氣體源131、壓縮氣體配管132和電磁閥133。壓縮氣體配管132從壓縮氣體源131分支為6根(圖1中僅示出三根)，并且這六根壓縮氣體配管132連接到對應的給氣口121。六根壓縮氣體配管132中均設置有電磁閥133。在處理諸如燒結磁體的原料合金化粉末等的容易氧化的粉末的情況下，可以使用諸如氮氣等非活性氣體或稀有氣體作為壓縮氣體。在處理不存在氧化問題的粉末的情況下，就成本而言可以使用空氣。壓縮氣體配管132的一部分具有柔性，使得蓋12能夠在主體11的正上方的位置與其它位置之間移動，或者在將蓋12壓向主體11時使得蓋12能夠上下移動。本實施方式中使用的電磁閥133是能夠以每秒大約數十次的高速反復開閉的閥?？梢詢H在配管分支為六根壓縮氣體配管132所在的點的前方(壓縮氣體源131側)的位置處設置一個電磁閥133。

在本實施方式中，排氣口122就這樣向蓋12的外側開放。然而，排氣口122可以連接到設置在蓋12的外側的排氣管，電磁閥可以設置在排氣管中。在使用這種電磁閥的情況下，開閉時刻被設定為與壓縮氣體配管132中的電磁閥133的開閉時刻相反。

在處理易于氧化的粉末的情況下，粉末填充裝置10中的至少主體11和蓋12與填充對象容器20和間隔件30一起收納在充滿非活性氣體(在無氧環(huán)境下)的外容器(未示出)中。

將參照圖4說明本實施方式中的粉末填充裝置10的動作。首先，在主體11與蓋12彼此分離的狀態(tài)下，向主體11內供給粉末p(圖4的(a))。此時，粉末p被載置在設置于下部開口111的網格構件15上，但是粉末p不穿過網格構件15中的線之間的空間，并且歸因于上述原因，粉末p不會落下。

然后，將在上表面安裝有間隔件30的填充對象容器20以如下方式布置在主體11的正下方：使主體11中的下部開口111的位置與填充對象容器20中的腔22的位置匹配。另外，將蓋12載置在主體11上。通過加壓缸124對蓋12向下加壓(圖4的(b))。因而，通過密封材料123、113和32分別確保了蓋12與主體11之間、主體11與間隔件30之間以及間隔件30與填充對象容器20之間的氣密性。

在該狀態(tài)下，使電磁閥133以每秒數十次的周期反復進行開閉，由此通過壓縮氣體配管132和給氣口121以脈沖的方式從壓縮氣體源131向粉末收納室101的內部空間102反復供給壓縮氣體(圖4的(c))。歸因于排氣口122的排氣阻力，所供給的壓縮氣體略微延遲于氣體供給的時刻地從排氣口122排出。因而，壓力在粉末收納室101的內部空間102中以上述周期反復升降。粉末p被壓力(空氣拍擊)以相同的周期向下反復加壓，并且粉末p被從網格構件15中的線之間的空間向下推以落下到填充對象容器20的腔22。壓縮氣體的壓力以及周期與一個周期中的用于供給壓縮氣體的時間的比(占空比)可以由本領域技術人員通過對待處理的每種粉末進行預先實驗來適當地限定。

當進行了預定時間的操作時，腔22充滿粉末p，并且粉末p占據腔22上方的直至間隔件30中的通孔31的特定位置。然后，解除通過加壓缸124的加壓，使處于彼此一體化的狀態(tài)下的填充對象容器20和間隔件30與主體11分離(圖4的(d))。因此，完成了腔22和通孔31填充粉末p的操作。

這里，已經說明了使用間隔件30的實施方式。間隔件30用于通過接下來將說明的后處理進一步提高粉末的填充密度。因此，只要無需將填充密度提高為比通過空氣拍擊獲得的填充密度高，就不必使用間隔件30。然而，在通過plp法制造rfeb(r2fe14b：r表示諸如nd等的稀土類元素)燒結磁體的情況下，僅通過空氣拍擊難以實現(xiàn)所要求的填充密度。因此，期望通過使用間隔件30進行如下高密度化處理。

將參照圖5說明高密度化處理。

首先，通過刮具36刮除從間隔件30的上表面略微突出的粉末p，并且使粉末p的上表面與間隔件30的上表面處于同一平面(圖5的(a))。本實施方式中的刮具36包含第一刮除單元361至第三刮除單元363。第一刮除單元361至第三刮除單元至363的與粉末p接觸的頂端的高度從第一刮除單元361朝向第三刮除單元363減小。當刮具36整體以第一刮除單元361、第二刮除單元362和第三刮除單元363的順序移動以與粉末p接觸時，能夠逐漸地刮除粉末p。然后，將具有與間隔件30的通孔31相同形狀的沖頭35從上側插入通孔31，因而將通孔31中的粉末p推入填充對象容器20的腔22(圖5的(b))。因而，以比通過粉末填充裝置10填充的情況的密度高的密度對腔22填充粉末p。

這里，為了抑制因重復使用而發(fā)生磨耗，使用具有優(yōu)異耐磨耗性的材料用于各刮除單元361至363和間隔件30。本實施方式的各刮除單元361至363均由(日本工業(yè)標準(jis)的g4404中規(guī)定的)skd11制成，skd11是具有如下表1所示的成分的冷切割鋼材。盡管依賴于制造條件，但是skd11具有硬度為60以上的高值的洛氏硬度(hrc)。對于本實施方式的間隔件30，對不銹鋼(sus304)進行硬鍍鉻，以將表面的hrc控制為63以上。如果間隔件30被磨耗，則由各刮除單元361至363刮除的粉末p的量會改變，因而填充腔22的粉末p的填充量會改變。因此，期望間隔件30的表面的hrc比各刮除單元361至363的hrc高。

表1

skd11的成分(單位：質量％)

圖6示出了本實施方式的變型例中的粉末填充裝置10a。粉末填充裝置10a包含具有主體11和蓋12a的粉末收納室101a。主體11具有與上述實施例相同的構造，但是蓋12a具有如下構造。蓋12a具有膜126和膜抑制構件127。膜126由硅橡膠制成且被沿橫向拉伸，膜抑制構件127是金屬網且設置在膜126的正下方。除了以上說明以外，粉末填充裝置10a的構造與粉末填充裝置10的構造相同。

粉末填充裝置10a的操作與粉末填充裝置10的操作相同。當從給氣口121向粉末收納室101a的內部空間102a導入壓縮氣體時，壓縮氣體本身不穿過膜126，而是對膜126向下加壓(圖6中的點劃線)，進而使膜126的下側的氣體對粉末p加壓。因此，與粉末填充裝置10同樣，能夠將粉末p從網格構件15中的線之間的空間壓下，并且能夠將粉末供給到填充對象容器20的腔22。在使用膜126的情況下，當從給氣口121向粉末收納室101a的內部空間102a導入壓縮氣體的情況下，能夠防止如下情形的發(fā)生：主體11中的粉末p飛散到內部空間102a中的膜126的上側，即，飛散到給氣口121和排氣口122側的區(qū)域1021a中，進而使給氣口121或排氣口122被粉末p堵塞。

如果不設置膜抑制構件127，則膜126可能會被過度地降下而與主體11中的粉末p接觸。如果膜126與粉末p接觸，則壓縮力會直接作用于粉末p，因而產生密度分布。因而，在蓋12a的內側、膜126的下方設置膜抑制構件127，如此防止膜126與粉末p接觸。

膜126的材料不限于硅橡膠，只要其具有柔性即可。例如，可以使用聚氨酯等。膜抑制構件127不限于金屬網，只要其能夠抑制膜126下降成比膜抑制構件127低且能夠使氣體穿過膜抑制構件127即可。例如，可以使用板材中設置有多個孔的構件或棒材被橫向配置的構件。

圖7a至圖7d示出了給氣口121和排氣口122的配置的變型例。圖7a是如下情況：給氣口121分別配置在配置有排氣口122的長方形格子中的所有單位格子的重心(換句話說，給氣口121配置在通過將排氣口122的長方形格子沿縱向和橫向移位半個周期而獲得的長方形格子的所有格子點上)。圖7b是與填充對象容器20中的腔22的位置沒有關系的如下情況：排氣口122布置在正方形格子的格子點上，給氣口121布置在正方形格子中的單位格子的重心處。圖7c是如下情況：排氣口122布置在三角形格子的格子點上，給氣口121布置在三角形格子的單位格子的重心處。圖7d是如下情況：排氣口122布置在長方形格子的格子點(該格子點的周期和位置與圖1b的示例中的長方形格子的格子點的周期和位置不同)，給氣口121被布置成從該長方形格子中的單位格子的重心移位距四個相鄰排氣口122的距離的10％(布置在不像上述實施方式那樣與單位格子的重心的位置等同的位置處)。這些情況均滿足本發(fā)明中的對給氣口121和排氣口122的位置的要求。

接下來，將說明基于本實施方式中的粉末填充裝置的構造的計算結果和使用本實施方式中的粉末填充裝置的實驗結果。使用膜126等的粉末填充裝置10a用于下述實驗中，但是即使當使用粉末填充裝置10時，除了粉末p會在粉末收納室101的內部空間102中飛散的問題以外，也會獲得同樣的實驗結果。在忽略膜126和膜抑制構件127的情況下進行計算。關于給氣口121和排氣口122的位置，提供圖1b所示的情況(實施例1)和圖7d所示的情況(實施例2)這兩種情況。

圖8包括通過計算在空氣拍擊期間施加到主體11中的粉末p的壓力的空間分布而獲得的結果。圖8的(a-1)示出了實施例1中獲得的結果，圖8的(b-1)示出了實施例2中獲得的結果。圖8還包括通過對填充對象容器的粉末p的填充密度的分布進行實驗而獲得的結果。圖8的(a-2)示出了實施例1中獲得的結果，圖8的(b-2)示出了實施例2中的獲得的結果。在填充密度分布的實驗中，代替圖3所示的填充對象容器20，使用如下填充對象容器：該填充對象容器在填充對象容器20的設置有18個腔22的整個區(qū)域中具有一個腔。圖8的(b-1)和(b-2)以重疊的方式假想地示出了填充對象容器20中的18個腔22。圖8中的濃淡表示壓力或填充密度的差異。即，陰影表示顏色越黑(接近黑色)，壓力越低或填充密度越小。從圖8可知，壓力的空間分布的計算結果和腔22的填充密度的分布的實驗結果兩者表明，實施例1比實施例2接近均勻。

圖9以曲線圖示出了在對圖3所示的填充對象容器20中的18個腔22填充粉末的情況下通過對填充密度的平均值和各腔的粉末的質量變化量進行實驗而得到的結果。曲線圖的橫軸表示粉末供給時間，該粉末供給時間是在通過空氣拍擊反復供給壓縮氣體以供給粉末的時間。各腔的粉末的質量變化是指18個腔中最大質量與最小質量之間的差值。腔的容量是2.06cm³。填充密度的變化是用圖9所示的粉末的質量變化的值除以該容量的值而獲得的。發(fā)現(xiàn)與實施例2相比，實施例1分別呈現(xiàn)出填充密度的略微高的平均值和各腔的粉末質量(填充密度)顯著小的變化。然而，實施例2仍處于可行的水平。

對于根據本發(fā)明的粉末填充裝置，可以進行如下變型。在根據本發(fā)明的粉末填充裝置中，在蓋中以具有二維形狀的方式設置至少三個排氣口，在由該至少三個排氣口中的任意三個排氣口圍繞而成的區(qū)域的內部設置給氣口，并且還可以在蓋中以圍繞設置上述排氣口和上述給氣口的區(qū)域的方式布置多個排氣口(外周部排氣口)。在粉末收納室中，由于從給氣口供給的氣體的移動被限制在粉末收納室的外周部(側壁附近)，所以外周部處的壓力容易比中央附近的壓力高。結果，在填充對象容器中可能發(fā)生不均勻性，即外周部側的粉末的填充密度比中央附近的粉末的填充密度高。因而，當設置有上述外周部排氣口時，能夠高效率地從粉末體收納室中的外周部附近排出氣體，從而能夠使粉末收納室的壓力進一步大致均勻。因此，使填充對象容器中的粉末的填充密度進一步大致均勻。

圖10a和圖10b分別示出了具有外周部排氣口的粉末填充裝置中的給氣口121、排氣口122和外周部排氣口1220的配置的實施例3和實施例4。由于除了給氣口121、排氣口122和外周部排氣口1220以外，實施例3和實施例4中的粉末填充裝置具有與其它實施例相同的構造，所以將省略詳細說明。以下將說明給氣口121、排氣口122和外周部排氣口1220的構造。

給氣口121和排氣口122在實施例3中以與圖1b所示的示例相同的配置設置在蓋12中，在實施例4中以與圖7a所示的示例相同的配置設置在蓋12中。外周部排氣口1220在實施例3和實施例4中具有共同的構造。外周部排氣口1220設置在粉末收納室101的外周部側(側壁附近)，該外周部側比配置有給氣口121和排氣口122的區(qū)域122x靠外。在區(qū)域122x的(圖10a和圖10b中的)右側和左側設置在縱向上一列、三個外周部排氣口1220，在區(qū)域122x的(圖10a和圖10b中的)上側和下側設置在橫向上一行、八個外周部排氣口1220。相鄰的外周部排氣口1220之間的間隔與排氣口122的間隔基本相同。粉末收納室101的橫截面中的四個角為圓形(未示出)。因此，為了將所有外周部排氣口1220配置在粉末收納室101內，橫向上的行的兩端處的外周部排氣口1220配置在比等間隔配置的情況靠內側。所有外周部排氣口1220的直徑可以彼此相等。然而，在本實施方式中，配置在橫向上的外周部排氣口1220與排氣口122之間的距離比配置在縱向上的外周部排氣口1220與排氣口122之間的距離短。因而，使配置在橫向上的外周部排氣口1220的直徑比配置在縱向上的外周部排氣口1220的直徑小。

對于實施例3和實施例4，圖11包括通過計算在空氣拍擊期間施加到主體11中的粉末p的壓力的空間分布而獲得的結果((a-1)和(a-2))和通過對填充對象容器的粉末p的填充密度的分布進行實驗而獲得的結果((b-1)和(b-2))。當比較實施例3和除了外周部排氣口1220以外具有與實施例3相同的構造的實施例1(圖8的(a-1)和(a-2))時，在實施例3中，進一步抑制了填充對象容器的邊緣部附近的填充密度的增大，從而使填充密度進一步大致均勻。當比較實施例3和實施例4時，在給氣口121較密集配置的實施例4中，進一步增大了填充對象容器的中央附近的填充密度。因而，在實施例4中，減小了邊緣部附近的填充密度的差異，從而使填充對象容器整體的填充密度的均勻性更好。

接下來，將參照圖12說明根據本發(fā)明的燒結磁體制造設備的實施方式。本實施方式的燒結磁體制造設備40包含粉末填充裝置10(或10a)、粉末高密度化裝置42、蓋附接單元43、取向裝置(取向單元)44和燒結爐(燒結單元)45。燒結磁體制造設備40還包含以粉末填充裝置10、粉末高密度化裝置42、蓋附接單元43、取向裝置44和燒結爐45的順序輸送填充對象容器20的輸送裝置(帶輸送器)46。在這些裝置中除了燒結爐45以外的裝置均收納在內部具有非活性氣體環(huán)境的共用外容器47中。由于還向燒結爐45內單獨供非活性氣體，因而燒結爐45也具有非活性氣體環(huán)境。用于使外容器47和燒結爐45內獲得非活性氣體環(huán)境的部件構成無氧環(huán)境收納單元。粉末填充裝置10中的壓縮氣體源131整體和壓縮氣體配管132中的一些壓縮氣體配管布置在外容器47之外。

粉末填充裝置10是對填充對象容器20填充作為燒結磁體的原料的粉末的裝置，并且粉末填充裝置10具有上述構造。粉末高密度化裝置42包含上述沖頭35和刮具36。蓋附接單元43是用于將填充對象容器20的蓋(與粉末填充裝置10的蓋12不同)附接到已經填充有粉末的填充對象容器20的裝置。該蓋用于防止合金粉末因取向裝置44中的磁場、燒結爐45中的氣體的對流等而從填充對象容器20飛散。

取向裝置44包含線圈441和容器升降裝置442。線圈441具有大致在豎直方向(上下方向)上的軸線，并且布置在容器升降裝置442的上方。容器升降裝置442是使填充對象容器20在填充對象容器20被容器輸送裝置46輸送所在處的位置與線圈441的內部空間之間上下移動的裝置。

燒結爐45包含：燒結室451，其能夠收納多個填充對象容器20；搬入口452，其與外容器47連通；和門453，其設置在搬入口452中且具有隔熱性。

以下將說明燒結磁體制造設備40的動作。首先，容器輸送裝置46將填充對象容器20輸送到粉末填充裝置10。如上所述，對填充對象容器20的腔22填充合金粉末。然后，容器輸送裝置46將填充對象容器20輸送到粉末高密度化裝置42。如上所述，在通過使用沖頭35對粉末進行高密度化之后，通過刮具36除去上部的超量粉末。容器輸送裝置46將填充對象容器20輸送到蓋附接單元43，并且使蓋附接到填充對象容器20。然后，通過輸送裝置46將填充對象容器20輸送到取向裝置44，并且通過取向裝置44中的容器升降裝置442將填充對象容器20布置在線圈441中。由線圈441產生的磁場使填充對象容器20中的粉末取向。在取向處理之后，通過容器升降裝置442將填充對象容器20從線圈441向下移動，并且通過輸送裝置46將填充對象容器20輸送到燒結爐45。在燒結室451中以預定溫度(通常為800℃至1100℃)對填充對象容器20加熱，如此對填充對象容器20中的粉末進行燒結。

如上所述，在燒結磁體制造設備40中，能夠在不進行壓縮成型的情況下通過使用進行磁場取向和燒結的plp法來制造燒結磁體。

雖然以上已經詳細說明了本發(fā)明的實施方式，但是本發(fā)明不應被理解為以任何方式限于以上實施方式，并且顯而易見地，能夠在不超出本發(fā)明的主旨和范圍的情況下進行各種改變和變型。

本申請基于2016年2月18日遞交的日本專利申請no.2016-029303和2016年8月25日遞交的日本專利申請no.2016-165067，并且通過引用將這兩件日本專利申請的內容并入本文。

附圖標記說明

10、10a粉末填充裝置

101、101a粉末收納室

102、102a粉末收納室的內部空間

1021a粉末收納室的內部空間中的比膜靠給氣口和排氣口側的區(qū)域

11粉末填充裝置的主體

111粉末填充裝置的下部開口

113、123、32密封材料

12、12a粉末填充裝置的蓋

121給氣口

122、1221、1222、1223、1224排氣口

122a由三個排氣口圍繞而成的區(qū)域

122u單位格子

122x布置有給氣口和排氣口的區(qū)域

1220外周部排氣口

124加壓缸

125連接構件

126膜

127膜抑制構件

13氣體供給源

131壓縮氣體源

132壓縮氣體配管

133電磁閥

15網格構件

20填充對象容器

21填充對象容器的主體

22腔

30間隔件

31通孔

35沖頭

36刮具

361、362、363刮除單元

40燒結磁體制造設備

42粉末高密度化裝置

43蓋安裝單元

44取向裝置

441線圈

442容器升降裝置

45燒結爐

451燒結室

452搬入口

453門

46容器傳輸裝置

47外容器