JPS59165633A - 磁場射出成形金型に画成した複数のキヤビテイに多極磁界を印加する方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、磁場射出成形金型に画成した複数のキャ°
ビテイに多極磁界を印加する方法およびその装置に関す
るものであって、一層詳細には、複数のキャビティへの
磁界印加手段に工夫を加えて、限られたスペースの金型
から多極異方性樹脂磁石の多数個取りを実現した技術に
関するものである。

フェライト磁石粉末のような強磁性粉末を熱可塑性合成
樹脂（ま九はゴム）に混合し、所定形状に成形した後着
磁して等方性の樹脂磁石（またはゴム磁石）を製造する
方法は、既に広く知られ実用化されるに至っている。近
時、前記樹脂磁石の磁気特性を更に向上させるために種
々の研究がなされ。

その研究の発展として、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。

この磁石を異方化する方法としては、粒子に剪断応力を
機械的に作用させたり、射出成形金型に磁界を形成した
りする方法があり、殊に後者の方法が工業的に広〈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のキャビティに射出して、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
向させて、磁気特性の優れた異方性樹脂磁石を製造する
というものである。

ところで、このいわゆる磁場射出成形により異方性樹脂
磁石を製造するに際して従来は、第１図３− に示すように、金型に画成したキャビティ１ｏ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るが
、磁界発生用の励磁コイル１４は１つの着磁ヨークに対
応的に１個、または２つの着磁ヨークに対応的に１個必
要であった。このため、スペースが極めて限られた金型
中で、着磁ヨークに対応的にｎ個またはｎ／２個の励磁
コイルを組込むことは機械構成的に限界があり、従って
１回の射出成形で金型から多極異方性樹脂磁石の多数個
取りをすることは非常に困難であった。

本発明は、磁場射出成形により多極異方性樹脂磁石を製
造する際に内在している前記難点に鑑み、これを克服す
るべく案出されたものであって、金型中の複数のキャビ
ティに多極磁界を印加する方法に工夫を加えることによ
り、従来着磁ヨークに対応して少くともｎ／２個必要と
されていた励磁コイルの数を大幅に低減させ、限られた
スペースの金型を使用して容易に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。

前記目的を達成するため本発明に係る金型中の複数キャ
ビティへの多極磁界印加方法は、射出成形金型に画成し
た複数のキャビティに磁界を印加しつつ強磁性粉末と合
成樹脂との溶融混合物を射出して異方性樹脂磁石を製造
するに際し、金型中に配設した共通の磁力発生源により
磁界を励起し、この磁界を隣接し合うキャビティを連結
する共通の着磁ヨークに磁界閉ループを介して誘導して
該磁界を各キャビティに分配導入し、各キャビティに導
入された磁界は前記着磁ヨークと隣接して該キャビティ
中に配置された別の着磁ヨークを介して導出し、これを
前記磁界閉ループに帰環させることを特徴とする。

また本願の別の発明に係り、かつ同じく前記目的を達成
する金型中の複数キャビティに多極磁界を印加する装置
は、非磁性体からなる可動側金型に複数のキャビティを
所定配列で画成すると共に該可動側金型に強磁性体から
なる第１磁界誘導用ヨークを配設してこれを共通の磁界
発生源に接続し、非磁性体からなる固定側金型に強磁性
体がら４− なる第２磁界誘導用ヨークを配設し、前記各キャビティ
の外周に所定中心角で複数の着磁ヨークを臨ませると共
に隣接し合うキャビティ間を前記着磁ヨークにより共通
的に連結し、各キャビティに臨んでいる前記複数の着磁
ヨークに第１磁界誘導用ヨークおよび第２磁界誘導用ヨ
ークを対応的に交互に接続し、更に前記両全型の開成時
に第１磁界誘導用ヨークおよび第２磁界誘導用ヨークを
磁気的に結合して磁界閉ループを形成する強磁性体から
なる第３磁界誘導用ヨークを配設したことを特徴とする
。

次に、本願発明に係る金型中の複数のキャビティに多極
磁界を印加する方法およびその装置につき、好適な実施
例を挙げて添付図面を参照しながら以下詳細に説明する
。第２図は本発明に係る装置の概略構成を示す斜視図で
あって、非磁性体からなる可動側金型および固定側金型
の図示は省略されている。また強磁性体からなる第３磁
界誘導用ヨークの図示も省略されている。また第３図は
第２図の■−■線に沿って切断した端面の展開断面図で
あり、第４図は印加された磁界の流れを示す平面図であ
る。第３図において、参照符号１６はいわゆる磁場射出
成形機の金型全体構造を示し、この金型１６は、分割平
面１を基準として下方に移動して開放する可動側金型１
８と、固定側金型２０とから形成されており、何れも例
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
としている。可動側金型１８中には、第２図および第４
図に示すように所定配列（例えば基盤目状）で、複数の
キャビティ２２が画成されている。このキャビティ２２
は１本実施例では、モータ等の回転電機用ロータを成形
するのに適切な円筒状に形成されており、各キャビティ
２２の半径方向外周には、所定中心角で強磁性体からな
る複数の着磁ヨーク２４が対向的に配設されている。こ
の場合、各着磁ヨーク２４の先端はキャビティ２２の内
部に臨んで、ヨーク端面がキャビティ内周壁面の一部を
形成するようになっている。更に着磁ヨーク２４は、キ
ャビティ中に形成される樹脂磁石に多極異方性を与える
ために４極以上の偶数個で構成されており、かつ隣接し
合うキャビティ２２゜２２は各着磁ヨーク２４により共
通的に連結されるよう構成しである。すなわち第２図お
よび第４図に示すように、基盤目の各交点にキャビティ
２２が位置する場合、各キャビティの半径方向外周に配
設された着磁ヨーク２４は、その一端部を特定のキャビ
ティ２２の内部に臨ませると共に該ヨークの他端部を隣
接する別のキャビティ２２の内部にも臨ませて、両キャ
ビティを共通的に連結している。

また、前記可動側金型１８には強磁性体からなる第１磁
界誘導用ヨーク２６が配設され、該ヨーク２６　ｊｔ共
通の磁界発生源となる励磁コイル２７に接続されている
。同様に、固定側金型２０にも強磁性体からなる第２磁
界誘導用ヨーク２８が配設されている。そして前記第１
磁界誘導用ヨーク２６および第２磁界誘導用ヨーク２８
は、第２図に明確に示す如く、各キャビティ２２に臨ん
でいる着磁ヨーク２４に交互に対応的に接続されている
。すなわち、特定のキャビティ２２ａについて考７− えた場合１本実施例では４つの着磁ヨーク２４ａ乃至２
４ｄが９０°の中心角で臨んでおり、着磁ヨーク２４ａ
に第１磁界誘導用ヨーク２６ａが接続されているとする
と、９０°の位相角で時計回りに隣接する着磁ヨーク２
４ｂには第２磁界誘導用ヨーク２８ａが接続されている
。同様に前記着磁ヨーク２４ｂに隣接する着磁ヨーク２
４ｃには第１磁界誘導用ヨーク２６ｂが接続され、この
要領で第１および第２磁界誘導用ヨークは各着磁ヨーク
に交互に接続されていることが諒解されよう。そして本
実施例の場合、金型が上下開放形であるとすれば、第３
図に示す如く第２磁界誘導用ヨーク２８は、第１磁界誘
導用ヨーク２６に対し、着磁ヨーク２４の厚み分だけ上
方に離間位置すると共に９０°の位相角だけ偏倚してい
ることになる（但し、前後開放形の金型もある訳である
から、両磁界誘導用ヨーク２６．２８が上下関係にある
が否かは相対的なものにすぎない）。

更に、第３図に示す如く可動側金型１８を固定側金型２
０に向けて閉成した際に、前記第１磁界８− 誘導用ヨーク２６および第“２磁界誘導用ヨーク２８を
磁気的に結合して磁界閉ループを形成する強磁性体から
なる第３磁界誘導用ヨーク３０が配設されている。この
第３磁界誘導用ヨーク３０は、金型の構造に依存して種
々の構成例が考えられるが、本実施例では固定側金型２
０の上方に昇降自在に配設した可動金型３０ａと、タイ
バー３０ｂとの組合せにより構成されている。このよう
に構成することにより、励磁コイル２７により励起され
た磁界は、第１磁界誘導用ヨーク２６→着磁ヨーク２４
→着磁ヨーク２４→第２磁界誘導用ヨーク２８→可動金
型３０ａ→タイバー３０ｂの経路で誘導されて；磁界の
閉ループを形成するものである。

なお第３図において、固定側金型２０がキャビティ２２
の開口頂部に臨む部分には溶融混合物射出用ビンポイン
トゲート３２が垂直に穿設されており、このピンポイン
トゲート３２は固定側金型２０と可動金型３０ａとの合
わせ境界面に形成したうンナ３４と連通している。前記
ランナ３４は。

可動金型３０ａに穿設したスプルー３６およびノズルロ
３８に連通接続していて、溶融混合物は前記ノズル口３
８から圧力的に供給されるものである。

またキャビティ２２の底部には、ロータ回転軸４０を挿
通するための通孔４２が垂直に穿設されており、該通孔
４２の周囲には成形後の樹脂磁石製ロータを脱型するた
めのノックアウトビン４４が昇降自在に配設されている
（但し、これはロータ回転軸を樹脂磁石の成形時に一体
的に取付けるための構成であって、必須不可欠の構成部
材でないことは勿論である）。

次に、このように構成した本発明に係る装置を使用して
、金型中の複数のキャビティに多極磁界を印加する方法
につき説明する。いま共通の磁力発生源である励磁コイ
ル２７により磁界を励起し、この磁界を第１磁界誘導用
ヨーク２６（これは磁界閉ループの一部をなしている）
を介して着磁ヨーク２４に誘導する。このとき、例えば
第２図において着磁ヨーク２４ａは、前述した如く隣接
し合うキャビティ２２ａ、２２ｂを共通的に連結してい
るから、着磁ヨーク２４ａに誘導された前記磁界は各キ
ャビティ２２ａ、２２ｂに分配導入される。そして磁界
は距離的に最も近接位置する強磁性体に誘導される性質
があるから、一方のキャビティ２２ａに導入された磁界
は、前記着磁ヨーク２４ａに最も近接して９０°の位相
角で左右に夫々位置する着磁ヨーク２４ｂ、２４ｄを介
して導出され、次いで前記第３磁界誘導用ヨークを介し
て磁界閉ループに帰環する。結局、第４図の磁界流れ図
に示すように、各キャビティ２２には誘導磁界が形成さ
れるので、磁気異方性定数の大きい強磁性粉末と合成樹
脂とからなる溶融混合物をノズル口３８から圧力注入し
、スプルー３６およびピンポイントゲート３２を介して
これをキャビティ２２に射出してやれば、樹脂磁石の磁
場成形が行われる。このとき、強磁性粉末と合成樹脂と
の混合物は溶融状態にあって粉子配列が固まっていない
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
極異方性樹脂磁石が得られる。なお、この磁場射出成形
に使用される磁気異方性定数の大きい強磁１１− 性粉末としては、例えばＢａフェライト磁石粉末または
Ｓｒ磁石粉末、または希土類磁石粉末（ＲＣｏｓ型また
はＲ２Ｃａｒｔ型。ここにＲは希土類元素の一種以上を
示す）その他異方性マンガンアルミ（Ｍ、−Ａｌ−Ｃ）
磁石粉末等が好適に使用される。なお、これらの強磁性
粉末の粒子径は、単磁区粒子径付近にあるものとするの
が望ましい。

合成樹脂は有機バインダーとして使用され、例えば熱可
塑性樹脂としてポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレ
ン、ポリフェニールサイファイドが、また熱硬化性樹脂
としてフェノール、エポキシなどが使用可能である。ま
た、強磁性粉末と合成樹脂との望ましい配合割合は、磁
石粉末体積率で約５０〜６５％である。更に、射出成形
時の溶融混合物の成形温度は１５０〜３５０℃の範囲が
望ましく、また印加される磁界は３００００ｅ以上とす
る必要がある。

このように、隣接し合うキャビティを連結する共通の着
磁ヨークに磁界を誘導し、各キャビティに該磁界を分配
した後間ループに帰環させること＝１２− により、従来は各キャビティ当り少くともｎ／２個（ｎ
は着磁ヨークの数）を必要としていた励磁コイルの数を
大幅に低減させることができる。従ってスペースの限ら
れた金型中に画成した複数のキャビティに容易に多極磁
界を印加することが可能となって、多極異方化された樹
脂磁石の多数個取りをすることができ、製造コストを減
少させると共に稼動効率を向上させることができる等、
多くの有益な効果を奏するものである。

【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図は本発明に係る金型中の複数
のキャビティに多極磁界を印加する装置の一部省略概略
構成図、第３図は第２図の■−■線に沿って切断した端
面の展開断面図、第４図は印加された磁界の流れを示す
平面図である。 １８・・・・可動側金型　　２０・・・・固定側金型２
２・・・・キャビティ　　２４・・・・着磁ヨーク２６
・・・・第１磁界誘導用ヨーク ２８・・・・第２磁界誘導用ヨーク ３０・・・・第３磁界誘導用ヨーク 特許出願人　　大同特殊鋼株式会社 １５− ＦＩＧ、　４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出成形金型に画成した複数のキャビティに磁界
   を印加しつつ強磁性粉末と合成樹脂との溶融混合物を射
   出して異方性樹脂磁石を製造するに際し、金型中に配設
   した共通の磁力発生源により磁界を励起し、この磁界を
   隣接し合うキャビティを連結する共通の着磁ヨークに磁
   界閉ループを介して誘導して該磁界を各キャビティに分
   配導入し、各キャビティに導入された磁界は前記着磁ヨ
   ークと隣接して該キャビティ中に配置された別の着磁ヨ
   ークを介して導出し、これを前記磁界閉ループに帰環さ
   せることを特徴とする金型中の複数キャビティへの多極
   磁界印加方法。
2. （２）非磁性体からなる可動側金型に複数のキャビティ
   を所定配列で画成すると共に該可動側金型に強磁性体か
   らなる第１磁界誘導用ヨークを配設してこれを共通の磁
   界発生源に接続し、非磁性体からなる固定側金型に強磁
   性体からなる第２磁界誘導用ヨークを配設し、前記各キ
   ャビティの外周に所定中心角で複数の着磁ヨークを臨ま
   せると共に隣接し合うキャビティ間を前記着磁ヨークに
   より共通的に連結し、各キャビティに臨んでいる前記複
   数の着磁ヨークに第１磁界誘導用ヨークおよび第２磁界
   誘導用ヨークを対応的に交互に接続し、更に前記両全型
   の開成時に第１磁界誘導用ヨークおよび第２磁界誘導用
   ヨークを磁気的に結合して磁界閉ループを形成する強磁
   性体からなる第３磁界誘導用ヨークを配設したことを特
   徴とする金型中の複数のキャビティに多極磁界を印加す
   る装置。