JP2004350456A

JP2004350456A - 一体成形体

Info

Publication number: JP2004350456A
Application number: JP2003146777A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Mikami; 均三上
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】所望の寸法精度を確保できかつ生産効率のよい一体成形体を提供する。
【解決手段】一体成形体１０は、環状に等間隔で配置した複数の永久磁石片１２と、複数の永久磁石片１２の同軸上に配置した非磁性かつ非導電性の筒状部材１４とを、樹脂成形材１６によって一体成形したものである。樹脂成形材１６および筒状部材１４は熱可塑性樹脂からなることが好ましい。永久磁石片１２および筒状部材１４の内周面は露出し、永久磁石片１２および筒状部材１４の外周面は樹脂成形材１６で覆われていることが好ましい。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は一体成形体に関し、より特定的には、磁石可動型リニアモータ用可動子や回転型モータのステータまたはロータ等に用いられる、永久磁石を使用した一体成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁石可動型リニアモータの可動子や回転型モータのステータまたはロータ等に、環状に等間隔で配列した複数の永久磁石片を樹脂等の成形材で一体化した一体成形体を用いることは広く行われており、たとえば特許文献１には、当該一体成形体をリニアコンプレッサに使用した技術が提案されている。
この技術は、永久磁石片を個別にハウジングやステータ、またはロータ等の対象物に接着する場合に比べて工程数を削減でき、当該永久磁石片の位置精度も金型で保証できるという点で有効である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１５５８５９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術では、磁石可動型リニアモータ用可動子に用いられる一体成形体およびそれに取り付けられるピストンの直線往復動時のストローク長を確保するために、一体成形体の永久磁石片の同軸上に、当該永久磁石片が存在しない領域を広く形成する場合、一体成形体を成形後、金型から取り出し、大気中で放置し硬化させている間、当該領域と永久磁石片の存在する領域とにおいて、成形材の収縮量に差が生じ、一体成形体の内周面が歪む等、寸法精度が問題となることがある。
【０００５】
このようにして得られた一体成形体を磁石可動型リニアモータ用可動子に使用すると、可動子の円滑な作動が妨げられ、終にはモータ性能が低下してしまう可能性がある。
一体成形体を完全に固化するまで金型内で放置することにより、一体成形体の内周面の歪みを抑制する方法も採り得るが、サイクルタイムが大幅に長くなり生産効率が悪くなる。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、所望の寸法精度を確保できかつ生産効率のよい一体成形体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の一体成形体は、環状に等間隔で配置した複数の永久磁石片を樹脂成形材によって一体成形する一体成形体において、複数の永久磁石片の同軸上に非磁性かつ非導電性の筒状部材を配置し、筒状部材を複数の永久磁石片とともに樹脂成形材によって一体成形したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の一体成形体は、請求項１に記載の一体成形体において、樹脂成形材が熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。
請求項３に記載の一体成形体は、請求項１または２に記載の一体成形体において、筒状部材が熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。
請求項４に記載の一体成形体は、請求項１から３のいずれかに記載の一体成形体において、永久磁石片および筒状部材の内周面は露出し、永久磁石片および筒状部材の外周面は樹脂成形材で覆われていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の一体成形体では、環状に配置された複数の永久磁石片の同軸上に非磁性かつ非導電性の筒状部材を配置し、当該筒状部材を複数の永久磁石片とともに樹脂成形材によって一体成形するので、永久磁石片の同軸上で、永久磁石片が存在しない領域が広く存在する場合であっても、当該領域と永久磁石片が存在する領域とにおける成形材の収縮量の差をなくしあるいは小さくでき、一体成形体の内周面の歪みを防ぐことができ、一体成形体の内周面において所望の寸法精度を確保することができる。また、一体成形体を完全に固化するまで金型内で放置する必要もなく、生産効率が低下することもない。
【００１０】
請求項２に記載の一体成形体では、樹脂成形材として熱可塑性樹脂を用いることによって、成形のサイクルタイムを短くでき、生産効率を向上できる。
請求項３に記載の一体成形体では、筒状部材として熱可塑性樹脂を用いることによって、成形のサイクルタイムを短くでき、生産効率を向上できる。
請求項４に記載の一体成形体では、永久磁石片の外周面を樹脂成形材で覆い永久磁石片と樹脂成形材とを一体化することによって、永久磁石片の端部に複雑な加工を施すことなく、永久磁石片と樹脂成形材との接合力を高めることができ、コストも抑制できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１〜図３に示すこの発明の一実施形態の一体成形体１０は、たとえばリニアコンプレッサの磁石可動型リニアモータの可動子に用いられる。一体成形体１０は、環状に等間隔で配置された複数（この実施形態では８個）の円弧状の永久磁石片１２（図４参照）と、その同軸上に配置された円筒状の筒状部材１４とが、樹脂成形材１６によって一体成形され、中空円筒状に形成される。一体成形体１０を磁石可動型リニアモータの可動子に用いる場合には、一体成形体１０の一方端側の内面１８には図示しないピストンが取り付けられる。
なお、図１は図２のＥ−Ｅ断面図である。
【００１３】
永久磁石片１２としてはたとえば希土類磁石が用いられる。
樹脂成形材１６としては、成形のサイクルタイムを短くできる熱可塑性樹脂が好ましく、たとえば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等は、非磁性、非導電性および熱可塑性樹脂であることに加えて、成形性、機械的強度および耐薬品性の面で優れており、樹脂成形材１６に好適である。また、樹脂成形材１６の強度を増すために、樹脂成形材１６にフィラーやガラス繊維等を混合してもよい。
筒状部材１４も非磁性、非導電性を有することに加えて、成形のサイクルタイムを短くできる熱可塑性樹脂であることが好ましい。さらには樹脂成形材１６と同一の材質であることが好ましい。また、筒状部材１４の厚み寸法（肉厚）は一体成形体１０の厚み寸法（肉厚）の１／２〜１／３程度であることが望ましい。
【００１４】
一体成形体１０によれば、永久磁石片１２の同軸上に筒状部材１４を配置することによって、固化時における樹脂成形材１６の収縮量を調整することができる。
したがって、従来、永久磁石片１２が存在する領域Ａと存在しない領域Ｂとの間で、固化時における樹脂成形材１６の収縮量に差が生じ一体成形体１０の内周面に歪み等が生じることがあったが、一体成形体１０によれば、そのような弊害を防ぐことができ、寸法精度を高くできる。
【００１５】
リニアコンプレッサ等に使用される磁石可動型リニアモータでは、一体成形体１０の永久磁石片１２の同軸上に、永久磁石片１２が存在しない領域Ｂを広く設けることが多いので、この発明は特に有効となる。
また、一体成形体１０を完全に固化するまで金型内で放置する必要もなく、生産効率が低下することもない。
さらに、永久磁石片１２の少なくとも外周面を樹脂成形材１６で覆うことによって、特開２００２−１５５８５９号公報に開示されている技術とは異なり、永久磁石片１２の端部を複雑な形状とすることなく、永久磁石片１２と樹脂成形材１６との接合力を高めることができ、コストを抑制する上でも有効である。
【００１６】
なお、一体成形体１０が高温下で使用される場合は、成形後、一体成形体１０を炉に入れ使用最高温度にてアニールすることによって、使用時の割れ、変形等を防止することができる。
【００１７】
ついで、図５および図６を参照して、一体成形体１０の一実験例について説明する。
図５は図２のＦ−Ｆ断面に対応する断面図であり、図６は図５のＧ−Ｇ断面図である。
【００１８】
図５および図６に示すように、別の工程で作製された８個の希土類磁石からなる円弧状の永久磁石片１２とＰＰＳ樹脂製の筒状部材１４とを射出成形機の金型コア２０の外周面に取り付ける。永久磁石片１２は等間隔で配置される必要があるため、金型コア２０の外周面には周方向に８個の位置決め用突起２２が形成され、また金型コア２０の内部には永久磁石片１２を金型コア２０に確実に取り付けるための８個の吸着用磁石２４が設けられる。
なお、この工程で用いられる永久磁石片１２としては、まだ磁化されていない着磁前のものであっても、磁化された着磁後のものであってもよい。
【００１９】
このように永久磁石片１２と筒状部材１４とが装着された状態で金型コア２０を固定側金型２６に接合し、金型コア２０と金型２６とによって形成された空間２８にフィラーを３０％混合したＰＰＳ樹脂からなる樹脂成形材１６を射出、充填し、永久磁石片１２と筒状部材１４とが樹脂成形材１６によって一体化された一体成形体１０を作製する。
【００２０】
比較例として、筒状部材１４を装着しない他は、上述の実験例と同一の材料、条件および工程で作業を行い、一体成形体を作製した。
実験例完成品と比較例完成品の寸法測定データを表１に示す。図１に示すように、Ｄ１は図中領域Ａの内径寸法を示し、Ｄ２は図中領域Ｂの内径寸法を示す。この実験例では、Ｄ１，Ｄ２ともに５２．０ｍｍが目標寸法である。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表１に示すように、筒状部材１４を配置した一体成形体１０（実験例）では、内径寸法Ｄ１，Ｄ２ともに５２．０ｍｍであるのに対し、比較例では、内径寸法Ｄ２が成形収縮により５１．７ｍｍとなり歪みが生じた。このように、一体成形体１０（実験例）は、比較例よりも、寸法精度がよいことを確認できた。
【００２３】
なお、この発明は、回転型モータのステータまたはロータ等にも適用できる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、一体成形体の所望の寸法精度を確保することができ、生産効率が低下することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】この発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】この発明の一実施形態を示す一部破断斜視図である。
【図４】（ａ）は永久磁石片の一例を示す正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図５】一体成形体を作製するために用いられる金型等を示す断面図である。
【図６】一体成形体を作製するために用いられる金型等を示すＧ−Ｇ断面図である。
【符号の説明】
１０一体成形体
１２永久磁石片
１４筒状部材
１６樹脂成形材

Claims

環状に等間隔で配置した複数の永久磁石片を樹脂成形材によって一体成形する一体成形体において、
前記複数の永久磁石片の同軸上に非磁性かつ非導電性の筒状部材を配置し、前記筒状部材を前記複数の永久磁石片とともに前記樹脂成形材によって一体成形したことを特徴とする、一体成形体。
前記樹脂成形材が熱可塑性樹脂からなる、請求項１に記載の一体成形体。
前記筒状部材が熱可塑性樹脂からなる、請求項１または２に記載の一体成形体。
前記永久磁石片および前記筒状部材の内周面は露出し、外周面は前記樹脂成形材で覆われている、請求項１から３のいずれかに記載の一体成形体。