JP2008206303A

JP2008206303A - 磁石ロータの成形金型および磁石ロータ

Info

Publication number: JP2008206303A
Application number: JP2007039539A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ito; 伊藤　　剛
Original assignee: Daido Electronics Co Ltd
Current assignee: Daido Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】同軸度が十分小さく、回転時の振動や異音を大きく低減することが可能な磁石ロータを成形できる成形金型を提供する。
【解決手段】金属製筒状ボス４の外周に所定厚で環状にボンド磁石５を射出成形した磁石ロータＲの成形金型であって、衝合されて両端閉鎖の円筒状キャビティ空間Ｓを形成する可動型２の型面２２ａに、先端２４２外径がボス４の内径よりも小さいとともに本体部２４３外径はボス４の内径よりも大きく、かつ先端部２４１を上記先端２４２から本体部２４３へ漸次外径が大きくなるテーパ状に成形したセンターピン２４を、その中心軸がキャビティ空間Ｓの中心軸に一致するように設け、センターピン２４の先端部２４１にボス４を嵌装した状態で、可動型２に衝合される固定型１によって、ボス４をセンターピン２４の先端部２４１から本体部２４３へ押圧移動させる。
【選択図】図１０

Description

本発明は磁石ロータの成形金型および磁石ロータに関し、特に、筒状ボスの外周にボンド磁石を環状に射出成形する磁石ロータの成形金型およびこれによって製造される磁石ロータに関する。

小型ＤＣモータ等に使用する磁石ロータは、従来、成形金型内に設けたピン部材に金属製の筒状ボスを嵌装保持させ、この状態で成形金型内に希土類磁性粉と熱可塑性バインダからなる磁石材料を射出して、上記ボスの外周に一定厚の環状ボンド磁石を成形している。ところで、上記小型ＤＣモータをカメラのフォーカス調整用ステッピングモータ等に使用する場合には、モータの振動や異音のさらなる低減のために、磁石ロータの同軸度、すなわち筒状ボスの中心軸と環状ボンド磁石の中心軸の偏差を一段と小さくすることが要請されている。なお、特許文献１には磁石ロ−タの構造の一例が示されている。
特開平４−１３７７０６

しかし、従来の成形金型では、筒状ボスの嵌装保持を容易にするためにピン部材の外径をボスの内径よりも小さくしている。この場合、上記ボスは通常、焼結合金製であるため内径精度が出にくく、このためピン部材の外径は、最も小さいボス内径を予想してこれよりもさらに小さい外径にしてある。このため、図１１に示すように、射出成形時の圧力でピン部材６１に嵌装されたボス６２の位置が偏心し、この結果、磁石ロータの同軸度ｅ（図１２）が５０μｍ程度と大きいものになってしまう。なお、図１２中、ｘは筒状ボス６２の中心軸、ｙは環状ボンド磁石６３の中心軸である。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、同軸度が十分小さく、回転時の振動や異音を大きく低減することが可能な磁石ロータを成形できる成形金型を提供することを目的とする。

本発明では、金属製筒状ボス（４）の外周に所定厚で環状にボンド磁石（５）を射出成形した磁石ロータ（Ｒ）の成形金型であって、衝合されて両端閉鎖の円筒状キャビティ空間（Ｓ）を形成する成形金型の一方（２）の型面（２２ａ）に、先端（２４２）外径（ｄ２）がボス（４）の内径（ｄ１）よりも小さいとともに本体部（２４３）外径（ｄ３）はボス（４）の内径（ｄ１）よりも大きく、かつ先端部（２４１）を上記先端（２４２）から本体部（２４３）へ漸次外径が大きくなるテーパ状に成形したピン状保持体（２４）を、その中心軸（Ｇ）がキャビティ空間（Ｓ）の中心軸（Ｇ）に一致するように設け、ピン状保持体（２４）の先端部（２４１）にボス（４）を嵌装した状態で、一方の成形金型（２）に衝合される他方の成形金型（１）によって、ボス（４）をピン状保持体（２４）の先端部（２４１）から本体部（２４３）へ押圧移動させる。このような成形金型で製造された磁石ロータ（Ｒ）は、ボス（４）の中心軸とボンド磁石（５）の中心軸の偏差が２０μｍ以下と小さい。

本発明において、磁石ロータを成形する場合には、ボスの内径よりも小さいピン状保持体の先端から、テーパ状の先端部外周へボスを嵌装しておく。この状態で、一方と他方の射出成形金型を衝合すると、他方の射出成形金型によってボスはピン状保持体の先端部から、ボスの内径よりも大きい外径としたピン状保持体の本体部へ向けて押圧移動させられ、この結果、上記本体部がボスの内周へ隙無く圧入される。これにより、ボスは、両端が閉鎖された筒状のキャビティ空間内でその中心軸が当該キャビティ空間の中心軸に一致した状態で位置決めされる。この状態でボスの外周には全周に均等な射出空間が形成されるから、ここに磁石材料を射出してボスの外周に一定厚の環状ボンド磁石を成形すれば、同軸度が２０μｍ以下と十分に小さい磁石ロータが得られる。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の成形金型によれば、同軸度が十分小さく、回転時の振動や異音を大きく低減することが可能な磁石ロータを製造することができる。

図１には成形金型の断面図を示す。金型は可動型１と固定型２より構成されている。固定型２は基部２１と水平姿勢の円柱形本体部２２とよりなり、本体部２２の中心には基部２１まで水平に貫通する、段付きに異径となった貫通孔２３が形成されている。貫通孔２３にはピン状保持体としてのセンターピン２４が水平移動可能に挿通されており、前進端では図１に示すようにその先端部２４１が、型面としての本体部端面２２ａから突出している。センターピン２４の先端部２４１は図２に示すように全体にテーパ状になっている。すなわち、上記先端部２４１は先端２４２の外径ｄ２が、製造すべき磁石ロータの、筒状ボス４の内径ｄ１よりも１０μｍ程度小さくしてあるとともに、センターピン２４の本体部２４３の外径ｄ３は筒状ボス４の内径ｄ１よりも１０μｍ程度大きくしてある。そして、先端部２４１は先端２４２から本体部２４３へ向けて漸次外径が大きくなるテーパ状としてある。ここで、センターピン２４の金属材料の硬度は上記ボス４の金属材料の硬度よりも大きくしてある。

可動型１はその前後の端面に円筒状に凹陥する凹所１１，１２が形成されており、これら凹所１１，１２を区画する所定厚の仕切壁１３の中心に、前後の凹所１１，１２を連通する円形の抜き穴１４が形成されて、穴内空間がキャビティ空間Ｓとなっている。抜き穴１４の内周面には、可動型１の型壁内に形成された射出ライナ１５先端のゲート１５１が開口している。

可動型１の一方の凹所１１内には、円柱状のガイド部材３の一端部が水平姿勢で嵌着固定されて、その端面３ａでキャビティ空間Ｓの一方を閉鎖している。ガイド部材３の中心にはこれを軸方向へ貫通して抜き穴１４内の中心に至るガイド孔３１が設けてあり、ガイド孔３１の内径は上記センターピン２４の本体部２４３の外径よりもやや大きくしてある。ガイド部材３の外周部には、ガイド孔３１と平行に延びて抜き穴１４内の外周部に臨むノックアウト用通孔３２が複数形成されており、これら通孔３２内にはノックアウトピン（図示略）が前後動可能に挿入されている。ここで、ガイド孔３１、抜き穴１４すなわちキャビティ空間Ｓおよびセンターピン２４の中心軸Ｇは互いに一致している。なお、可動型１の他方の凹所１２は、固定型２の本体部２２が相対的に進入して液密的に嵌合できる大きさとなっている。

このような構造の成形金型で磁石ロータを成形する場合には、図４に示すように、センターピン２４の先端２４２からその先端部２４１外周へボス４を嵌装する。ボス４はビッカース硬度２００〜１０００の例えばＣｕ、Ａｌ、真鍮製で、その内径ｄ１（図２）よりも大きな外径ｄ３の本体部２４３に至ることなく、センターピン２４のテーパ状先端部２４１の外周に隙Ｈを形成して（図３）装着される。

この後、可動型１を固定型２に向けて移動させると、その凹所１２内に固定型２の本体部２２が相対的に進入して嵌合し（図５）、その端面２２ａによってキャビティ空間Ｓの他方も閉鎖される（型締め）。これにより両端閉鎖の円筒状キャビティが形成される。この時、センターピン２４の先端部２４１は可動型１のガイド孔３１内に進入するが、ボス４はその端面がガイド部材３の端面３ａに当接してキャビティ空間Ｓ内に留められ、センターピン２４に対しその先端部２４１から本体部２４３へと相対的に押圧移動させられる。この結果、ボス４の内周には図６、図７に示すように、センターピン２４の本体部２４３が隙無く圧入される。これにより、ボス４は、両端が閉鎖された筒状のキャビティ空間Ｓ内でその中心軸が当該キャビティ空間Ｓの中心軸に一致した状態で位置決めされる。

この状態でボス４の外周には全周に均等な射出空間が形成されるから、ここに、例えばＮｄＦｅＢ系の希土類鉄合金磁性粉とＰＰＳやナイロン１２等の熱可塑性樹脂よりなる磁石材料を射出してボス４の外周に一定厚の環状ボンド磁石５を成形する（図８）。この際、ボス４の内周にはセンターピン２４が隙無く圧入されているから、射出圧を受けてもボス４が偏心移動することはない。その後、センターピン２４を固定型２内へ後退させ（図８）、続いて可動型１を固定型２から離間させて型を開いて（図９）、成形された磁石ロータＲをノックアウトピンで押し出して可動型１から取り出す。このようにして成形された磁石ロータＲは、その同軸度が２０μｍ以下と十分に小さくなる。

本発明の一実施形態を示す成形金型の断面図である。成形金型のセンターピン先端部の拡大側面図である。成形金型のセンターピン先端部の横断面図である。磁石ロータの成形過程を示す、成形金型の断面図である。磁石ロータの成形過程を示す、成形金型の断面図である。磁石ロータの成形過程を示す、成形金型のセンターピン先端部に装着されたボスの拡大縦断面図である。磁石ロータの成形過程を示す、成形金型のセンターピン先端部に装着されたボスの拡大横断面図である。磁石ロータの成形過程を示す、成形金型の断面図である。磁石ロータの成形過程を示す、成形金型の断面図である。磁石ロータの成形過程を示す、成形金型の断面図である。従来例を示す、ピン部材先端部の拡大縦断面図である。従来例を示す、ピン部材先端部の拡大横断面図である。

符号の説明

１…可動型（成形金型）、２…固定型（成形金型）、２２ａ…型面、２４…センターピン（ピン状保持体）、２４１…先端部、２４２…先端、２４３…本体部、４…ボス、５…ボンド磁石、Ｇ…中心軸、Ｒ…磁石ロータ、Ｓ…キャビティ空間。

Claims

金属製筒状ボスの外周に所定厚で環状にボンド磁石を射出成形した磁石ロータの成形金型であって、衝合されて両端閉鎖の円筒状キャビティ空間を形成する成形金型の一方の型面に、先端外径が前記ボスの内径よりも小さいとともに本体部外径は前記ボスの内径よりも大きく、かつ先端部を前記先端から前記本体部へ漸次外径が大きくなるテーパ状に成形したピン状保持体を、その中心軸が前記キャビティ空間の中心軸に一致するように設け、ピン状保持体の先端部に前記ボスを嵌装した状態で、前記一方の成形金型に衝合される他方の成形金型によって、前記ボスをピン状保持体の先端部から本体部へ押圧移動させるようにした磁石ロータの成形金型。
金属製筒状ボスの外周に所定厚で環状にボンド磁石を射出成形した磁石ロータであって、前記ボスの中心軸と前記ボンド磁石の中心軸の偏差が２０μｍ以下である請求項１に記載の成形金型で製造される磁石ロータ。