JP2004338337A

JP2004338337A - 円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造方法およびバリ除去バイト

Info

Publication number: JP2004338337A
Application number: JP2003140469A
Authority: JP
Inventors: Tamaki Mizutani; 環水谷
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-19
Also published as: JP4255311B2

Abstract

【課題】磁性体外周部樹脂のプレス除去によってバリが発生しても磁性体に傷を付けることがない。
【解決手段】成形型のキャビティ内に配置された円筒状磁性体の外周部および中空内部に樹脂を射出成形する射出成形工程と、円筒状磁性体の外周部の樹脂を剥離する剥離工程と、剥離工程で発生した樹脂成形体の円周部のバリを旋盤を用いて除去するバリ除去工程とを備えてなる円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造方法において、上記バリ除去工程は、切削を行なうチップと、このチップを固定するヘッドと、上記樹脂成形体の軸方向へのヘッド送りの切削抵抗が加わると該ヘッドを上記軸方向へ可動できるばねを有するシャンクとを備えてなるバリ除去バイトを用いて、バリ部分を切削加工する工程である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脆性材料からなる円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造方法に関し、特に樹脂成形体の円周部のバリを除去するバリ除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機などに用いられる磁性回転子としては、脆性材料からなる焼結体である円筒状磁性体の中空内部を樹脂成形体で充填した構造が知られている。該構造の円筒状磁性体付き樹脂成形体は、主に射出成形により製造されるが、内部樹脂部の射出成形時において、その樹脂による圧力により外周に配置されるヤング率の大きい磁性体材料を使用した円筒状磁性体にクラックが生じたり、破損したりするという問題があった。
従来、このような問題を防止し、円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造方法として、例えば、円筒状磁性体の外周面と金型のキャビティ内周壁面に形成された外周空間部に合成樹脂を射出充填し、その後にこの円筒状磁性体の内周面で形成した内周空間部に該合成樹脂を充填する方法（特許文献１参照）がある。樹脂成形後に円筒状磁性体の外周面に付着している合成樹脂は、円筒状磁性体外径よりも僅かに大きい貫通孔を有する剥離用金型を用いて、該貫通孔に樹脂成形体を挿通させて剥離させている。
【０００３】
また、別の方法として成形型のキャビティ内に脆性材料からなる円筒状磁性体を挿入配置し、その円筒状磁性体の中空部分に本体樹脂を注入して硬化させることにより両者を一体成形する方法であって、前記磁性体を円筒状の補強金属体に内挿し、その円筒状磁性体を内挿した補強金属体を成形型のキャビティ内に挿入した上で、円筒状磁性体の中空部分に本体樹脂を注入して硬化させる方法が知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭５８−３６５８１号（４頁右欄８〜１８行）
【特許文献２】
特開平９−３９０２７号（特許請求の範囲）
【０００５】
樹脂成形後に円筒状磁性体の外周面に付着している合成樹脂は、例えばプレスによって引きちぎる方法が取られる。この場合、破断部にバリが発生するため、バリを除去する必要が生じる。
バリを除去するため、サンドペーパーでのラッピングや旋盤での切削が考えられるが、サンドペーパーでのラッピングでは、磁性体に傷を付けないようにマスキングする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
また、旋盤での切削では磁性体に傷を付けないように加工することは困難であった。バリを旋盤加工で除去するときに用いるバイトおよびバリ除去の方法を図３に示す。図３（ａ）はバイト１５の斜視図であり、図３（ｂ）は外周面に付着している合成樹脂を剥離させた後の円筒状磁性体の断面図およびバリ除去方法を示す図である。円筒状磁性体１０の内部に樹脂１３が充填され、剥離部分にバリ１３ａが発生している。この円筒状磁性体を旋盤に取り付け回転させ、バイト１５を図３（ｂ）の左方向に進行させることにより、バリ部分を切削加工すると、バリ部分の除去だけでなく、切削が進行して円筒状磁性体部分に傷を付けてしまうことになる。
本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、磁性体外周部樹脂のプレス除去によってバリが発生しても磁性体に傷を付けることがない円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造方法は、成形型のキャビティ内に配置された円筒状磁性体の外周部および中空内部に樹脂を射出成形する射出成形工程と、円筒状磁性体の外周部の樹脂を剥離する剥離工程と、剥離工程で発生した樹脂成形体の円周部のバリを旋盤を用いて除去するバリ除去工程とを備えてなる円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造方法において、上記バリ除去工程は、切削を行なうチップと、このチップを固定するヘッドと、上記樹脂成形体の軸方向へのヘッド送りの切削抵抗が加わると該ヘッドを上記軸方向へ可動できるばねを有するシャンクとを備えてなるバリ除去バイトを用いて、バリ部分を切削加工する工程であることを特徴とする。
【０００８】
本発明のバリ除去バイトは、円筒状磁性体付き樹脂成形体の円周部のバリを切削するチップと、このチップを固定するヘッドと、上記樹脂成形体の軸方向へのヘッド送りの切削抵抗が加わると該ヘッドを上記軸方向へ可動できるばねを有するシャンクとを備えてなることを特徴とする。
【０００９】
切削を行なうチップと、このチップを固定するヘッドと、このヘッドに送りの切削抵抗が加わっても該ヘッドを可動できるばねを有するシャンクとを備えてなるバリ除去バイトを用いて、バリ部分を切削加工することにより、樹脂部分と円筒状磁性体部分との切削抵抗の差を利用することができるので、円筒状磁性体部分を傷付けることなく、バリ部分を切削加工できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るバリ除去バイトの一例を図１により説明する。
バリ除去バイト１は、切削を行なうチップ２と、このチップ２を固定するヘッド３と、このヘッド３を保持するシャンク４とから構成される。ヘッド３は樹脂成形体の軸方向へのヘッド送りの切削抵抗が加わると可動できるばね５を有してシャンク４に一端が取り付けられ、他端はチップ２先端を固定している。
バネ５の強さは、後述する円筒状磁性体材質あるいは円筒状磁性体の表面に被覆されたメッキ材質、用いる樹脂材質、または、円筒状磁性体の大きさ・形状等により異なるが、樹脂部分を切削できるとともに円筒状磁性体材質表面を傷付けないバネ強さに調整される。
【００１１】
円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造方法を図２により説明する。図２は円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造工程図である。
製造装置の主要部は、図１（ａ）に示すように金型６、７からなり、固定金型６と可動金型７とを衝合することにより磁性体付き樹脂成形体の外形状に適合したキャビティ８が形成され、また溶融樹脂をキャビティ８に供給するためのゲート９がキャビティ８に連通している。
【００１２】
可動金型７を開放した状態で、キャビティ８に円筒状磁性体１０を挿入した後、図１（ｂ）に示すように固定金型６に衝合する。固定金型６には、キャビティ８と連通するようにゲート９が形成されている。図１（ｂ）のＡ−Ａ断面を図１（ｃ）に示す。キャビティ８に挿入配置された円筒状磁性体１０の外周部にキャビティ８ａが成形後に外周部の樹脂を剥離しやすいように分割して形成される。分割は円筒状磁性体１０の端部から軸方向に沿って切り込まれたスリット８ｃを周方向に複数個形成できるように形成する。また、円筒状磁性体１０の中空内部にキャビティ８ｂが形成される。
【００１３】
好適な円筒状磁性体１０の材質としては、ネオジム−鉄系焼結磁石などの希土類磁石、希土類・コバルト磁石やフェライト粉末またはハードフェライトからなるフェライト磁石やこれらのボンド系磁石等があり、具体的には、ネオジム−鉄系（Ｎｄ−Ｆｅ系）、ネオジム−鉄−ほう素系（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系）、サマリウム−コバルト系（Ｓｍ−Ｃｏ系）、サマリウム−鉄−窒素系（Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系）、サマリウム−鉄−コバルト−窒素系（Ｓｍ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ系）等が挙げられ、いずれも脆性材料からなる。それらの物性としては、引っ張り強度が５〜１０ｋｇｆ／ｍｍ^２程度で平均値で約７〜８ｋｇｆ／ｍｍ^２程度、圧縮強度が約５〜１５ｋｇｆ／ｍｍ^２程度で平均値で約８〜１３ｋｇｆ／ｍｍ^２程度である。
【００１４】
図１（ｄ）に示すように、ゲート９を通じて溶融状態の樹脂１１を圧送してキャビティ８ａおよび８ｂ内に注入・充填する。
好適な樹脂の例としては、例えば、熱可塑性ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、芳香族系ポリアミド樹脂等のポリアミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、芳香族系ポリエーテルエーテルケトン系樹脂等の芳香族ポリエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等のポリアリーレンサルファイド系樹脂、ポリシアノアリールエーテル系樹脂、芳香族系ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、射出成形可能な溶融フッ素系樹脂等の熱可塑性樹脂、熱硬化性ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂やアリル系不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂、また、これら合成樹脂に各種配合剤を配合した樹脂組成物を挙げることができる。なお、芳香族系樹脂においては、全芳香族系樹脂であってもよい。
【００１５】
これらの樹脂組成物の中で、特に熱可塑性ポリイミド樹脂組成物が耐熱性、機械的強度、耐摩耗性および摺動特性に優れているため好ましい。例えば、熱可塑性ポリイミド樹脂等の上述の樹脂群から選ばれる少なくとも１種以上の機械的強度に優れた樹脂５０〜９０重量％と、必要ならばフェノール樹脂系または非フェノール樹脂系の原料を黒鉛化して得られる固定炭素量９７％以上、１００％以下の黒鉛約５０〜１０重量％とからなる樹脂組成物１００重量部にフッ素系樹脂約１〜２０重量部と、また粉末状のフェノール系樹脂硬化物約５〜３０重量部とを配合したものが好適である。
【００１６】
キャビティ８ａおよび８ｂ内に注入・充填した後、注入・充填された樹脂１１を硬化後、固定金型６から可動金型７を離脱させてその可動金型７のキャビティ８を開口させ、図示を省略したエジェクトピン等の適宜の手段により図１（ｅ）に示す外周面に樹脂１１ａが付着した磁性体付き樹脂成形体１２を離型させる。外周面に樹脂１１ａを付着させることにより、ヤング率の大きい磁性体１０であっても破損することなく成形できる。
【００１７】
外周面に付着した樹脂１１ａを剥離することにより、磁性体付き樹脂成形体１３が得られる。外周面に付着した樹脂１１ａは、端部から軸方向に沿って切り込まれたスリットにより周方向に複数個分割されているので、プレス除去などにより機械的に容易に剥離できる。しかし、機械的に剥離した部分にはバリ１３ａが発生する（図１（ｆ））。
【００１８】
この剥離工程で発生した樹脂成形体の円周部のバリ１３ａを除去する（図１（ｇ））。
樹脂成形体１３は旋盤等に取り付けられ、回転させながら、上述したバリ除去バイト１を用いて切削することによりバリ１３ａを除去する。
バリ除去バイトはバネ材などを内蔵したシャンク４に取り付けられ、チップ２を固定したヘッド３が樹脂成形体１３の軸方向に進行することで、樹脂成形体の円周部のバリ１３ａが除去される。ヘッド３の軸方向への進行はシャンク４により制御されるとともに、樹脂成形体のバリ１３ａから円筒状磁性体１０にチップ２が進行すると、切削される材質の違いにより、シャンク４は進行するが、チップ２は進行しなくなる。すなわちシャンク４に対してチップ２は後退することになる。このときに切削を中止することにより、バリ１３ａ部分のみを切削加工でき、バリのない円筒状磁性体付き樹脂成形体１４が得られる（図１（ｆ））。
【００１９】
【実施例】
円筒状磁性体付き樹脂成形体の作製方法を図１を援用して説明する。
射出成形金型６、７を準備し、可動金型７のキャビティ８を開放した状態で、そのキャビティ８に円筒状磁性体１０となるネオジウムー鉄系焼結磁石（引っ張り強度７．６ｋｇｆ／ｍｍ^２、圧縮強度１１ｋｇｆ／ｍｍ^２）を挿入したのち、固定金型６に衝合した（図１（ｂ））。
つぎに、ケート９を通じて樹脂１１を圧送して円筒状磁性体１０の外周面と内部空間に注入・充填した（図１（ｃ））。樹脂１１は熱可塑性ポリイミド樹脂（三井化学社製商品名、オーラム＃４５０、射出成形温度約４００〜４３０ ℃）６５重量％に、黒鉛２０重量％、フッ素系樹脂３重量％、フェノール系樹脂硬化物１２重量部からなる熱可塑性ポリイミド樹脂組成物を用いた。
射出成形条件は、射出圧力が１５００ｋｇｆ／ｃｍ^２、保圧は１５００から８００ｋｇｆ／ｃｍ^２の間で調整し、また型温度が２００℃、樹脂温度が４１０℃に設定した。
その後、注入・充填された樹脂１１を硬化後、固定金型６から可動金型７を離脱させてキャビティ８を開口させ、エジェクトピンにより磁性体付き樹脂成形体１３を離型させた。その後、プレス除去により外周面に付着した樹脂を機械的に剥離した。
【００２０】
図１に示すバリ除去バイト１を用いて切削加工によりバリを除去した。切削条件として、バリ除去バイトの送り速度０．３ｍｍ／ｒｅｖ、バネの強さ８００ｇｆに調節した。
この条件で、樹脂成形体の円周部のバリ除去を１００個繰り返して実施したが円筒状磁性体に傷は見られなかった。
一方、上記実施例で得られた磁性体付き樹脂成形体のバリを図３に示すバイトを用いて、バリ除去バイトの送り速度０．３ｍｍ／ｒｅｖで実施したところ、１００個中７０個に円筒状磁性体の傷がみられ傷発生率は７０％であった。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造方法は、バリ除去工程において、切削を行なうチップと、このチップを固定するヘッドと、樹脂成形体の軸方向へのヘッド送りの切削抵抗が加わると該ヘッドを上記軸方向へ可動できるばねを有するシャンクとを備えてなるバリ除去バイトを用いて行なうので、円筒状磁性体に傷を付けることなくバリ除去できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バリ除去バイトの斜視図である。
【図２】円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造工程図である。
【図３】従来のバリ除去バイトの斜視図および切削方法を示す図である。
【符号の説明】
１バリ除去バイト
２チップ
３ヘッド
４シャンク
５バネ
６固定金型
７可動金型
８キャビティ
９ゲート
１０円筒状磁性体
１１樹脂
１２磁性体付き樹脂成形体
１３樹脂成形体
１４樹脂成形体

Claims

成形型のキャビティ内に配置された円筒状磁性体の外周部および中空内部に樹脂を射出成形する射出成形工程と、
円筒状磁性体の外周部の樹脂を剥離する剥離工程と、
剥離工程で発生した樹脂成形体の円周部のバリを旋盤を用いて除去するバリ除去工程とを備えてなる円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造方法において、
前記バリ除去工程は、切削を行なうチップと、このチップを固定するヘッドと、前記樹脂成形体の軸方向へのヘッド送りの切削抵抗が加わると該ヘッドを前記軸方向へ可動できるばねを有するシャンクとを備えてなるバリ除去バイトを用いて、バリ部分を切削加工する工程であることを特徴とする円筒状磁性体付き樹脂成形体の製造方法。
円筒状磁性体付き樹脂成形体の円周部のバリを切削するチップと、このチップを固定するヘッドと、前記樹脂成形体の軸方向へのヘッド送りの切削抵抗が加わると該ヘッドを前記軸方向へ可動できるばねを有するシャンクとを備えてなることを特徴とするバリ除去バイト。