JPH0220131B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、１つの金型から多極異方性樹脂磁
石の多数個取りを可能とした磁場射出成形用金型
構造に関するものである。

従来技術 フエライト磁石粉末の如き強磁性粉末を熱可塑
性合成樹脂（またはゴム）に溶融混合し、所定形
状に成形した後これを着磁させることにより、等
方性の樹脂磁石（またはゴム磁石）を製造する方
法が、既に広く実用化されるに至つている。近
時、前記樹脂磁石の磁気特性を更に向上させるべ
く種々の研究がなされ、その研究の成果として、
磁石粉末の磁化容易軸を磁化方向に配向させて異
方化する技術の開発がなされている。

磁石を異方化するには、粒子に剪断応力を機械
的に作用させたり、射出成形金型に磁場を形成し
たりする方法があり、殊に後者の方法が工業的に
広く実施化されている。これは、磁気異方性定数
の大きい強磁性粉末と合成樹脂との混合物を加熱
溶融し、この溶融混合物を磁場形成した金型キヤ
ビテイに射出して、磁石粉末粒子の磁化容易軸を
前記磁場の作用下に一定方向に配向させることに
より、磁気特性の優れた異方性樹脂磁石を製造す
るものである。

発明が解決すべき課題 ところで、磁場射出成形により異方性樹脂磁石
を製造するに際し従来は、第１図に示す如く、金
型に画成したキヤビテイ１０の半径方向外周にｎ
極の着磁ヨーク１２が対向的に配設され、この場
合に磁界発生用の励磁コイル１４は、１つの着磁
ヨークに対応して各１個必要であつた。このた
め、スペースの限られた金型中で、ｎ個の着磁ヨ
ークに対応的に励磁コイルを夫々組込むことは機
械構造上限界があり、従つて１回の射出成形で、
１個の金型から多極異方性樹脂磁石を多数個取り
することは非常に困難であつた。

発明の目的 この発明は、磁場射出成形で多極異方性樹脂磁
石を製造するに際し内在している前記難点に鑑
み、これを好適に克服するべく案出されたもので
あつて、金型中の複数のキヤビテイに多極磁界を
印加するための着磁ヨークと閉成された磁気回路
との配列に工夫を加えることにより、従来着磁ヨ
ークの極数に対応してｎ個必要とされていた励磁
コイルの配設数を低減させ、スペースの限られた
金型での多極異方性樹脂磁石の多数個取りを実現
し、併せて製造コストの減少および稼動効率の向
上を図ることを目的とする。

課題を解決するための手段 前記課題を克服し、所期の目的を達成するため
本発明は、金型に画成したキヤビテイに着磁ヨー
クを臨ませ、該ヨークを着磁して前記キヤビテイ
に磁場形成を行なうと共に、強磁性粉末と樹脂と
の溶融混合物を該キヤビテイに射出して異方性樹
脂磁石を製造する磁場射出成形用金型構造におい
て、前記金型に複数個のキヤビテイを所要の配列
で画成すると共に、少なくとも１つの磁界発生源
により励磁される閉成した磁気回路を該金型に所
要数だけ設け、前記夫々の閉成した磁気回路の一
部を構成する着磁ヨークを、各キヤビテイに臨ま
せるよう構成したことを特徴とする。

実施例 次に、本願の発明に係る磁場射出成形用金型構
造につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参
照しながら以下説明する。

（第１実施例について） 第２図は、第１実施例に係る磁場射出成形用金
型構造の概略平面図である。図において参照符号
１６は、例えばオーステナイト系ステンレスの如
き非磁性体を材質とする磁場射出成形用金型を示
し、この金型１６の分割平面内には、４つのキヤ
ビテイ１８ａ〜１８ｄが所定配列で画成されてい
る。すなわち図示例では、金型１６の分割平面に
設けた仮想正方形の各頂点に夫々のキヤビテイ１
８が位置している。

前記キヤビテイ１８は、例えば回転電機用ロー
タを製造するのに適した円筒状に形成され、各キ
ヤビテイ１８の内周には、強磁性体からなる着磁
ヨーク２０が、夫々90゜の位相角をもつて順次配
設されている。すなわち、各キヤビテイ１８に関
して４つの着磁ヨーク２０ａ〜２０ｂがキヤビテ
イに臨み、該ヨークの端面がキヤビテイ内周壁面
の一部を形成している。

そして、各キヤビテイ１８に配設した４つの着
磁ヨークの内、２つの着磁ヨーク２０ａ，２０ｄ
の夫々は、その両端部を隣接するキヤビテイ１
８，１８に共通的に臨ませているので、便宜上こ
れを共通着磁ヨークと称する。なお、この共通着
磁ヨーク２０ａ，２０ｄは、何れも金型１６内に
位置している。また、残り２つの着磁ヨーク２０
ｂ，２０ｃは、共通着磁ヨーク２０ａ，２０ｄに
対し夫々90゜の位相角で金型１６から外方に独立
的に延出しているので、便宜上これを独立着磁ヨ
ークと称する。すなわち、第２図のキヤビテイ１
８ａにつき観察すれば、該キヤビテイ１８ａに一
端部を臨ませている着磁ヨーク２０ａは、前記仮
想正方形の隣接角部に位置するキヤビテイ１８ｂ
に他端部を臨ませているから共通着磁ヨークであ
る。同じく、キヤビテイ１８ａに一端部を臨ませ
ている着磁ヨーク２０ｄも、仮想正方形の隣接角
部に位置するキヤビテイ１８ｄに他端部を臨ませ
ているから共通着磁ヨークである。そして、キヤ
ビテイ１８ａの残り２つの着磁ヨーク２０ｂ，２
０ｃが、金型１６外方に延出した独立着磁ヨーク
となる。

次に、金型１６内に位置する前記共通着磁ヨー
ク２０ａ，２０ｄは、夫々その中央部から磁界誘
導用ヨーク２２が直角に分岐され、前記金型１６
の外方へ延出している。従つてこの磁界誘導用ヨ
ーク２２は、第２図から判明するように、例えば
キヤビテイ１８ａ，１８ｄから金型外方へ延出す
る各独立着磁ヨーク２０ｃ，２０ｃの中間に位置
していることになる。また磁界誘導用ヨーク２２
の他端部は、その両側に位置する一対の独立着磁
ヨーク２０，２０を直角に折曲形成した連結ヨー
ク２４，２４と一体接続されて、閉成した磁気回
路（磁気閉ループ）を形成している。

この構成に係る磁界誘導用ヨーク２２および独
立着磁ヨーク２０には、各キヤビテイ１８に磁場
を形成する目的で励磁コイル２６が配設されてい
る。すなわち、第２図に示す実施例で励磁コイル
２６は、中間の磁界誘導用ヨーク２２およびその
両側に位置する一対の独立着磁ヨーク２０，２０
に夫々配設されるようになつている（この場合
は、分割巻された励磁コイル２６が各キヤビテイ
当り３個配設され、金型全体では12個あることに
なる）。各励磁コイル２６は、キヤビテイ１８に
有効な磁場を形成するため、１つの着磁ヨーク２
０につき、少なくとも7000ガウス以上の起磁力を
与えるものであることが要求される。

しかし、磁界誘導用ヨーク２２に配設した励磁
コイル２６が発生する磁界は、共通着磁ヨーク２
０ａまたは２０ｄの両端部に分配されるので
14000ガウス以上が必要とされ、これは独立着磁
ヨーク２０ｃまたは２０ｂにおける励磁コイル２
６の起磁力の２倍である。従つて、磁界誘導用ヨ
ーク２２に配設された励磁コイル２６の巻数（例
えば800ターン）は、各独立着磁ヨーク２０に配
設された励磁コイル２６の巻数（例えば400ター
ン）の２倍に設定されている。

（第２実施例について） 更に第３図に、本発明の第２実施例に係る磁場
射出成形用金型構造を示す。これは、励磁コイル
の配設形態が第１実施例と相違するだけで、他の
構造は全く同じである。すなわち本実施例では、
励磁コイル２６は、各独立着磁ヨーク２０，２０
を直角に折曲形成した連結ヨーク２４，２４の
夫々に配設されていて、この２つの励磁コイル２
６，２６で発生した磁界を、前記磁界誘導用ヨー
クを介して共通着磁ヨークに分配するようになつ
ている（この場合、分割巻された励磁コイル２６
が各キヤビテイ当り２個配設され、金型全体では
８個あることになる）。このとき各励磁コイル２
６は、夫々少なくとも14000ガウス以上の起磁力
を発生するものとし、かつ各コイル巻数比は１：
１（例えば1000ターンずつ）に設定されている。

（金型縦断面について） 第２図および第３図に示す構造を有する金型の
縦断面を、第４図に例示する。すなわち、円筒状
キヤビテイ１８の開口部上方には、該開口部を開
閉自在に閉塞する非磁性体からなる可動金型２８
が昇降自在に配設されている。この可動金型２８
がキヤビテイ１８の開口部に臨む部分には、キヤ
ビテイ内方に向け若干突出する円錐台形状の隆起
部３０が一体的に形成され、この隆起部３０に、
後述する溶融混合物射出用のピンポイントゲート
３２が垂直に穿設されている。また、可動金型２
８の上方には、非磁性体からなる更に別の可動金
型３４が昇降自在に配設され、可動金型２８の頂
部および可動金型３４の合わせ境界面には、図示
の如くランナ３６が形成されている。このランナ
３６は、可動金型３４に穿設したスプルー３８お
よびノズル口４０に連通接続している。なお、各
金型２８および３４を構成する非磁性体として
は、例えばオーステナイト系ステンレスが好適に
使用される。

また円筒状キヤビテイ１８の底部４２を形成す
る金型１６には、その底部中央において、後述す
る如くロータ回転軸４４を挿通するための貫通孔
４６が垂直に穿設されている。この場合、貫通孔
４６の内径は回転軸４４の外径に対し2/100〜3/1
００程度の環状細隙が形成されるよう予め寸法設定
してあり、更に貫通孔４６の略中間から下方に
は、大径の段付孔部４８が一体的に形成してあ
る。これは射出成形後にロータを脱型するに際
し、回転軸４４が貫通孔４６内壁に接触する摩擦
抵抗を軽減させるためである。また、前記中心貫
通孔４６の周囲に隣接して複数の貫通孔５０が穿
設され（第５図）、この貫通孔５０にノツクアウ
トピン５２が昇降自在に挿通されて、キヤビテイ
１８中に突出可能となつている。

なお、中心貫通孔４６の外部開放端には、当板
５４を着脱自在に位置させ、この当板５４により
回転軸４４のキヤビテイ中での位置規制をさせる
のが好ましい。

実施例の作用 実施例に係る磁場射出成形用金型構造は、この
ように構成したから、励磁コイル２６を付勢し磁
界を励起してやれば、該磁界は各閉ループを介し
て着磁ヨーク２０ａ〜２０ｄに誘導され、該ヨー
ク先端を臨ませたキヤビテイ１８に有効磁場が形
成される。そこで、実施例に係る金型構造を使用
して、回転電機用磁石ロータを製造する場合につ
き説明する。先ず、第４図に示す如く、円筒状キ
ヤビテイ１８の底部に穿設した貫通孔４６中に回
転軸４４を挿通して、該回転軸４４の軸心をキヤ
ビテイ１８の軸心と一致させる。この場合、中心
貫通孔４６の下部開口を前記当板５４で閉塞する
ことにより、回転軸４４の端部はこの当板５４に
当接して所定位置規制がなされる。従つて回転軸
４４は、常に所定寸法長だけ該キヤビテイ１８中
に臨むようセツトされることになる。

次いで、磁気異方性定数の大きい強磁性粉末と
合成樹脂とからなる混合物を加熱溶融し、この溶
融混合物を前記可動金型３４のノズル口４０から
注入し、スプルー３６およびピンポイントゲート
３２を介して円筒状キヤビテイ１８中に射出す
る。また、これと同期して前述の如く励磁コイル
２６を付勢し、前記着磁ヨーク２０ａ〜２０ｄを
介してキヤビテイ１８に半径方向外方から強磁界
を印加する。このように磁石粉末と合成樹脂との
混合物が溶融状態にあり、粒子配列が固まつてい
ない間に複数極の磁界が印加されることにより、
粉末粒子の磁化容易軸は磁化方向に配向され、磁
気特性の優れた多極異方性樹脂磁石（本実施例の
場合、回転電機用の円筒形磁石ロータ）が得られ
る。

発明の効果 このように本発明に係る金型構造によれば、着
磁ヨークの配列を工夫したことにより、従来は着
磁ヨークの極数×キヤビテイ数だけ必要としてい
た励磁コイルの数を低減させることができる。

すなわち、例えば異方性樹脂磁石の４個取りに
際して本来16個必要となる励磁コイルの数を、第
１実施例の場合は12個に、また第２実施例では８
個に低減させることができ、限られた金型スペー
ス内で各キヤビテイに容易に多極磁界を印加し
て、多極異方化された樹脂磁石の４個取りを実現
し、併せて製造コストの減少と稼動効率の向上を
達成し得る等、多くの有益な効果を奏するもので
ある。なお実施例では、何れも１つの金型にキヤ
ビテイを４つ設けて、異方性樹脂磁石を４個取り
する場合につき説明したが、本願はキヤビテイの
数やヨークの配置を４つに限定するものではな
く、その他の変更例であつても好適に本発明を応
用し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る磁場射出成形用金型に
より異方性樹脂磁石を製造する際の着磁ヨークと
励磁コイルとの配設例を示す概略説明図、第２図
は本発明の第１実施例に係る磁場射出成形用金型
構造の平面図、第３図は第２実施例に係る金型構
造の平面図、第４図は実施例に係る磁場射出成形
用金型構造の好適実施例の縦断面図、第５図は第
４図のＡ−Ａ線横断面図である。 １６……金型、１８……キヤビテイ、２０ａ，
２０ｄ……共通着磁ヨーク、２０ｂ，２０ｃ……
独立着磁ヨーク、２２……磁界誘導用ヨーク、２
６……励磁コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金型に画成したキヤビテイに着磁ヨークを臨
   ませ、該ヨークを着磁して前記キヤビテイに磁場
   形成を行なうと共に、強磁性粉末と樹脂との溶融
   混合物を該キヤビテイに射出して異方性樹脂磁石
   を製造する磁場射出成形用金型構造において、 前記金型に複数個のキヤビテイを所要の配列で
   画成すると共に、少なくとも１つの磁界発生源に
   より励磁される閉成した磁気回路を該金型に所要
   数だけ設け、 前記夫々の閉成した磁気回路の一部を構成する
   着磁ヨークを、各キヤビテイに臨ませるよう構成
   した ことを特徴とする磁場射出成形用金型構造。 ２ 前記閉成した磁気回路は、隣接し合うキヤビ
   テイを金型内で磁気的に結合する２つの共通着磁
   ヨークと、一端部を金型外方に延出させた２つの
   独立着磁ヨークとを備え、各ヨークの端部は前記
   各キヤビテイの内側に夫々所定の位相角で臨ませ
   てある 特許請求の範囲第１項記載の磁場射出成形用金
   型構造。 ３ 前記磁界発生源は、共通着磁ヨークから金型
   外方へ導出した磁界誘導用ヨークとその両側に位
   置する一対の独立着磁ヨークとの夫々に配設した
   励磁コイルで構成され、 磁界誘導用ヨークに配設した励磁コイルの巻数
   は、各独立着磁ヨークに配設した励磁コイルの巻
   数の２倍に設定されている特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の磁場射出成形用金型構造。 ４ 前記磁界発生源は、金型外方に延出している
   ２つの独立着磁ヨークの夫々に配設した励磁コイ
   ルで構成されると共に、 この励磁コイルで発生した磁界は金型外方へ導
   出した磁界誘導用ヨークを介して前記共通着磁ヨ
   ークに分配され、 各励磁コイルの巻数比は１：１に設定されてい
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の磁場
   射出成形用金型構造。