JP2019087569A - Shaft built-in bonded magnet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種モータに利用されるシャフト一体型ボンド磁石及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a shaft integrated bonded magnet used for various motors and a method of manufacturing the same.
磁性粉末と、該磁性粉末の結合剤としての樹脂とを固化成形してなるボンド磁石は、焼結磁石に比べて、寸法精度が高く、形状自由度が高いという利点がある。このような円筒状のボンド磁石にロータ軸となるシャフトを装入させて一体化したシャフト一体型ボンド磁石は、電子機器、カメラ、自動車などにおける各種モータに利用されている。 A bonded magnet formed by solidifying and forming a magnetic powder and a resin as a binder of the magnetic powder has advantages of high dimensional accuracy and high degree of freedom in shape as compared with a sintered magnet. A shaft-integrated bond magnet in which a shaft serving as a rotor shaft is inserted into and integrated with such a cylindrical bond magnet is used for various motors in electronic devices, cameras, automobiles and the like.
このようなシャフト一体型ボンド磁石及びその製造方法が、特許文献1に開示されている。特許文献1では、圧縮成形装置の金型内に、ロータ軸が装入されたロータ継鉄からなる支持部材を配設し、支持部材周囲にNd−Fe−B系磁性粉末及びエポキシ系樹脂からなる磁性組成物を供給し、加圧成形して得られるシャフト一体型ボンド磁石が記載されている。
特許文献1によれば、磁性粉末と結合剤とを混合してなる磁性組成物における磁性粉末の重量比率及び体積比率を高くしたシャフト一体型ボンド磁石を比較的容易に提供することができる。そのため、モータの小型化、高性能化を図ることが可能である。
According to
ところで、シャフト一体型ボンド磁石では、シャフトに一体化されたボンド磁石は機械的強度が低いため、高速で回転された場合に破損して飛散する虞がある。そこで、このような事態を防止するために、ボンド磁石の外周面に筒状の保護カバーを設けて、構造信頼性を高めることが知られている。例えば、特許文献2には、繊維強化プラスチック製の保護カバーを設ける構成が開示されている。
By the way, in the shaft-integrated bond magnet, since the bond magnet integrated in the shaft has low mechanical strength, it may be broken and scattered when it is rotated at high speed. Therefore, in order to prevent such a situation, it is known to provide a cylindrical protective cover on the outer peripheral surface of the bond magnet to enhance the structural reliability. For example,
特許文献1を含めて従来のシャフト一体型ボンド磁石では、ボンド磁石全体にわたって密度が均一に成形されているため、モータに組込んだときに外部磁束に有効に働くことがない部位の磁性粉末が無駄になっているという問題がある。
In the conventional shaft-integrated type bonded magnet including
特許文献2では、シャフト一体型ボンド磁石と保護カバーとを別々に作製した後、ボンド磁石を保護カバーに挿入して、接着剤にて両者を接着させている。また、特許文献2には、圧入または冷し嵌めによって、保護カバーをボンド磁石に取り付けても良いことが記載されている。
In
特許文献2の手法では、成形装置にてボンド磁石を成形した後に、成形工程とは別の工程にてボンド磁石に保護カバーを取り付けるようにしているため、製造工数が多くかかってコスト高になるという問題がある。また、圧入方式では、ボンド磁石と保護カバーとの間に必要十分な締結力を得るために、ボンド磁石の外径の0.05〜0.1%程度の嵌合しろを設ける必要があるが、圧入時にボンド磁石へ応力が加わるため、ボンド磁石が破損するという課題がある。一方、冷し嵌めによる手法では、圧入過程での急激な温度変化による熱衝撃によってボンド磁石が破損したり、作業途中の急激な温度変化よって途中で嵌合を行えなくなるという課題がある。
In the method of
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ボンド磁石の径方向にわたって密度を変えることにより、十分な磁気特性を維持しながら、軽量化及び低コスト化を図ることができるとともに、ボンド磁石の外周に保護カバ―を設けることにより、高速回転時であってもボンド磁石の破損を防止できるシャフト一体型ボンド磁石、並びに、このシャフト一体型ボンド磁石を簡単に精度良く製造することができるシャフト一体型ボンド磁石の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and by changing the density in the radial direction of the bonded magnet, it is possible to achieve weight reduction and cost reduction while maintaining sufficient magnetic characteristics, and By providing a protective cover on the outer periphery of the magnet, it is possible to simply and precisely manufacture a shaft-integrated bond magnet capable of preventing breakage of the bond magnet even at high-speed rotation, and this shaft-integrated bond magnet. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a shaft-integrated bonded magnet.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、円柱状のシャフトの周面に円筒状のボンド磁石が一体的に設けられているシャフト一体型ボンド磁石において、前記ボンド磁石の外周側の密度が、前記ボンド磁石の内周側の密度より大きく、前記ボンド磁石の外周面を被覆した保護カバーを備えることを特徴とする。 The shaft-integrated bond magnet according to the present invention is a shaft-integrated bond magnet in which a cylindrical bond magnet is integrally provided on the circumferential surface of a cylindrical shaft, wherein the density of the outer periphery of the bond magnet is the above It is characterized by providing the protective cover which coat | covered the outer peripheral surface of the said bond magnet larger than the density of the inner peripheral side of a bond magnet.
本発明にあっては、ボンド磁石の内周側(シャフト側)と外周側とで密度に差があり、外周側の密度が内周側の密度より大きくなっている。モータに組込んだときに外部磁束に有効に働く外周側については密度を大きくして単位体積あたりの磁性粉末の量を多くし、外部磁束に有効に働くことがない内周側については密度を小さくして単位体積あたりの磁性粉末の量を少なくしている。よって、全体を軽量化しても十分な磁気特性が得られる。また、本発明にあっては、ボンド磁石の外周面に保護カバーが設けられているため、回転時に発生する遠心力に対する抗力を保護カバーによって受けるため、高速回転時であってもボンド磁石の破損が防止される。 In the present invention, there is a difference in density between the inner peripheral side (shaft side) and the outer peripheral side of the bond magnet, and the density on the outer peripheral side is larger than the density on the inner peripheral side. Increase the density and increase the amount of magnetic powder per unit volume on the outer circumference side that works effectively for the external magnetic flux when incorporated into the motor, and the density for the inner circumference side that does not work effectively for the external magnetic flux The size is reduced to reduce the amount of magnetic powder per unit volume. Therefore, sufficient magnetic characteristics can be obtained even if the overall weight is reduced. Further, in the present invention, since the protective cover is provided on the outer peripheral surface of the bond magnet, the protective cover receives the reaction against the centrifugal force generated at the time of rotation by the protective cover. Is prevented.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記保護カバーが、炭素繊維強化プラスチック製であることを特徴とする。 The shaft-integrated bonded magnet according to the present invention is characterized in that the protective cover is made of carbon fiber reinforced plastic.
本発明にあっては、炭素繊維強化プラスチック製の保護カバーを備えている。炭素繊維強化プラスチックは、金属材料に比べて強度が高いため、薄い厚さでも十分な機能を果たす。炭素繊維強化プラスチックは、金属材料に比べて軽量であるため、保護カバーを備えても全体重量の増加は小さい。 In the present invention, a protective cover made of carbon fiber reinforced plastic is provided. Since carbon fiber reinforced plastic has higher strength than metal materials, it can function well even with a small thickness. Since carbon fiber reinforced plastic is lighter than metal materials, the increase in overall weight is small even with a protective cover.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記シャフトは軸長方向の中央部が両端部よりも太径であり、前記シャフトの前記中央部の全域及び前記両端部の前記中央部側の一部領域を覆って前記ボンド磁石が一体的に設けられていることを特徴とする。 In the shaft-integrated type bonded magnet according to the present invention, the central portion of the shaft in the axial length direction has a diameter larger than that of both end portions, and the entire region of the central portion of the shaft and a part of the central portion side of both ends It is characterized in that the bond magnet is integrally provided to cover the area.
本発明にあっては、軸長方向の中央部が両端部よりも太径である円柱状のシャフトに、シャフトの中央部の全域及び両端部の中央部側の一部領域を覆って円筒状のボンド磁石が一体的に設けられている。よって、シャフトとボンド磁石との結合力が高く、シャフトとボンド磁石との間の軸方向への抜け強度に優れている。 In the present invention, a cylindrical shaft whose center in the axial length direction is larger in diameter than both ends is cylindrically covered so as to cover the entire area of the center of the shaft and a partial region on the center side of both ends. The bond magnet is integrally provided. Therefore, the coupling force between the shaft and the bond magnet is high, and the axial pull-out strength between the shaft and the bond magnet is excellent.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記ボンド磁石は、磁性粉末と嫌気性樹脂とを含むことを特徴とする。 The shaft-integrated bonded magnet according to the present invention is characterized in that the bonded magnet contains a magnetic powder and an anaerobic resin.
本発明にあっては、ボンド磁石が磁性粉末と嫌気性樹脂とを有している。よって、空気に触れた余分な嫌気性樹脂を洗浄などで容易に除去できるため、高い強度を有した状態で磁性粉末の充填率を高くすることができる。 In the present invention, the bonded magnet contains the magnetic powder and the anaerobic resin. Therefore, since the excess anaerobic resin which touched the air can be easily removed by washing etc., the filling rate of magnetic powder can be made high in the state which had high strength.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、円柱状のシャフトの周面に円筒状のボンド磁石が一体的に設けられ、前記ボンド磁石の外周側の密度が内周側の密度より大きく、前記ボンド磁石の外周面を被覆して保護カバーが備えられているシャフト一体型ボンド磁石を、成形装置を用いて製造する方法であって、前記成形装置に円筒状の保護カバーを配置する工程と、前記成形装置内にて、磁性粉末及び樹脂の混合物をシャフトと一体的に圧縮成形して成形体を作製する工程と、作製した前記成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じるスプリングバックを利用して、前記成形体に前記保護カバーを圧入する工程とを有することを特徴とする。 In the method of manufacturing a shaft-integrated bonded magnet according to the present invention, a cylindrical bonded magnet is integrally provided on the circumferential surface of a cylindrical shaft, and the density on the outer peripheral side of the bonded magnet is greater than the density on the inner peripheral side. A method of manufacturing a shaft-integrated type bonded magnet having a protective cover by covering the outer peripheral surface of the bond magnet using a forming apparatus, wherein a step of arranging a cylindrical protective cover on the forming apparatus A step of compression molding a mixture of a magnetic powder and a resin integrally with the shaft in the molding device to produce a molded body, and springback produced when the produced molded body is extracted from the molding device And utilizing the step of pressing the protective cover into the molded body.
本発明にあっては、磁性粉末及び樹脂の混合物をシャフトと一体的に圧縮成形して作製した成形体を成形装置から抜き出す際に生じるスプリングバックにより発生する圧力を用いて、成形体及び保護カバーを圧着する。よって、圧縮成形を行う成形装置を用いて一連的に保護カバーを取り付けることができ、少ない製造工数にて簡単に保護カバー付きのシャフト一体型ボンド磁石を製造する。 In the present invention, a molded body and a protective cover are produced using a pressure generated by springback generated when a molded body produced by compression molding a mixture of magnetic powder and resin integrally with a shaft is extracted from a molding apparatus. Crimp the Therefore, a protective cover can be attached in series using a molding device that performs compression molding, and a shaft-integrated bonded magnet with a protective cover can be easily manufactured with a small number of manufacturing steps.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、円柱状のシャフトの周面に円筒状のボンド磁石が一体的に設けられ、前記ボンド磁石の外周側の密度が内周側の密度より大きく、前記ボンド磁石の外周面を被覆して保護カバーが備えられているシャフト一体型ボンド磁石を、成形装置を用いて製造する方法であって、前記成形装置に円筒状の保護カバーを配置する工程と、前記成形装置内にて、磁性粉末をシャフトと一体的に圧縮成形して成形体を作製する工程と、作製した前記成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じるスプリングバックを利用して、前記成形体に前記保護カバーを圧入する工程と、加圧含侵法により、嫌気性樹脂を前記成形体に浸み込ませる工程とを有することを特徴とする。 In the method of manufacturing a shaft-integrated bonded magnet according to the present invention, a cylindrical bonded magnet is integrally provided on the circumferential surface of a cylindrical shaft, and the density on the outer peripheral side of the bonded magnet is greater than the density on the inner peripheral side. A method of manufacturing a shaft-integrated type bonded magnet having a protective cover by covering the outer peripheral surface of the bond magnet using a forming apparatus, wherein a step of arranging a cylindrical protective cover on the forming apparatus And a step of compression molding the magnetic powder integrally with the shaft in the molding apparatus to produce a molded product, and springback generated when the produced molded product is extracted from the molding apparatus. The method may include the steps of: pressing the protective cover into the molded body; and impregnating the molded body with an anaerobic resin by a pressure impregnation method.
本発明にあっては、磁性粉末をシャフトと一体的に圧縮成形して作製した成形体を成形装置から抜き出す際に生じるスプリングバックにより発生する圧力を用いて、成形体及び保護カバーを圧着する。よって、圧縮成形を行う成形装置を用いて一連的に保護カバーを取り付けることができ、少ない製造工数にて簡単に保護カバー付きのシャフト一体型ボンド磁石を製造する。また、嫌気性樹脂を成形体に浸み込ませた後に、空気に触れた余分な嫌気性樹脂は洗浄などで容易に除去できるため、高い強度を有した状態で磁性粉末の充填率を高くした保護カバー付きのシャフト一体型ボンド磁石を製造する。 In the present invention, the compact and the protective cover are pressure-bonded using the pressure generated by the spring back generated when the compact formed by compression molding the magnetic powder integrally with the shaft is extracted from the compacting apparatus. Therefore, a protective cover can be attached in series using a molding device that performs compression molding, and a shaft-integrated bonded magnet with a protective cover can be easily manufactured with a small number of manufacturing steps. In addition, since the excess anaerobic resin which has been in contact with the air can be easily removed by washing or the like after the anaerobic resin is impregnated into the molded body, the filling rate of the magnetic powder is increased in a state of having high strength. Manufactures a shaft-integrated bonded magnet with a protective cover.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、前記混合物または前記磁性粉末に潤滑剤を添加することを特徴とする。 The method of manufacturing a shaft-integrated bonded magnet according to the present invention is characterized in that a lubricant is added to the mixture or the magnetic powder.
本発明にあっては、ボンド磁石の材料に潤滑剤を添加している。よって、ボンド磁石の材料と成形装置のダイとの摩擦が和らげられるため、成形装置の長寿命化を図れる。 In the present invention, a lubricant is added to the material of the bonded magnet. As a result, the friction between the material of the bond magnet and the die of the molding apparatus can be relieved, and the life of the molding apparatus can be extended.
本発明のシャフト一体型ボンド磁石によれば、シャフト一体型ボンド磁石全体の密度が低くても、モータ特性に寄与する部分の密度だけを選択的に高めることができることから、モータ特性が低下しない十分な磁気特性を維持しながら、軽量化と低コスト化とを図ることができるとともに、高速回転時であってもボンド磁石の破損を防止することができる。また、本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法によれば、スプリングバックを利用して保護カバーをボンド磁石に取り付けることができるため、一台の成形装置を用いて簡単に精度良く保護カバ―付きのシャフト一体型ボンド磁石を製造することが可能である。 According to the shaft-integrated bond magnet of the present invention, even if the density of the entire shaft-integrated bond magnet is low, only the density of the part contributing to the motor characteristics can be selectively increased. While maintaining the above magnetic characteristics, weight reduction and cost reduction can be achieved, and breakage of the bond magnet can be prevented even at high speed rotation. Further, according to the method of manufacturing the shaft-integrated type bonded magnet of the present invention, the protective cover can be attached to the bonded magnet using spring back, so that the protective cover can be easily and accurately manufactured using one molding apparatus. It is possible to manufacture attached shaft integrated bond magnets.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the drawings showing the embodiments.
図1は、本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石を示す斜視図である。シャフト一体型ボンド磁石1は、円柱状のシャフト2と円筒状のボンド磁石3とが一体化され、ボンド磁石3の外周面を薄肉円筒状の保護カバー4で被覆して構成されている。シャフト2の形状の違いにより、第1の実施形態と第2の実施形態とが存在する。
FIG. 1 is a perspective view showing a shaft-integrated bonded magnet according to the present invention. The shaft-integrated bonded
図2は、第1の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石1を示す断面図である。第1の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石1におけるシャフト2は、全域が等径である円柱状をなしている。シャフト2の軸長方向の中央部の外周面を覆う態様にて、ボンド磁石3が一体的に設けられている。また、ボンド磁石3の外周面を覆う態様にて、保護カバー4が一体的に設けられている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the shaft-integrated bonded
第1の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石1にあって、例えば、シャフト2の長さ、直径はそれぞれ55mm、4mmであり、ボンド磁石3の長さ、外径はそれぞれ18mm、20mmであり、保護カバー4の厚さは0.4mmである。なお、本寸法はあくまでも一例であって、シャフト2の長さ及び直径、ボンド磁石3の長さ及び外径、ならびに、保護カバー4の厚さは、必要な仕様に応じて適宜設定すれば良い。
In the shaft-integrated bonded
図3は、第2の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石1を示す断面図である。第2の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石1におけるシャフト2は、全体として円柱状をなしているが、その軸長方向の中央部2aが両端部よりも太径となっている。シャフト2の太径の中央部2aの全域の外周面、ならびに、両端部(一端部2b及び他端部2c)の中央部2a側の一部の領域の外周面を覆う態様にて、ボンド磁石3が一体的に設けられている。そして、第1の実施形態と同様に、ボンド磁石3の外周面が薄肉円筒状の保護カバー4で被覆されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the shaft-integrated bonded
第2の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石1にあって、例えば、シャフト2の長さ、中央部2aの直径、両端部(一端部2b及び他端部2c)の直径はそれぞれ、55mm、7mm、4mmであり、ボンド磁石3の長さ、外径はそれぞれ18mm、20mmである。また、例えば、図3におけるL1、L2、L3、L4、L5、L6の長さはそれぞれ、18mm、20mm、2mm、14mm、2mm、17mmである。また、例えば、保護カバー4の厚さは0.4mmである。なお、本寸法はあくまでも一例であって、シャフト2の長さ及び直径、ボンド磁石3の長さ及び外径、各部の長さL1〜L6、ならびに、保護カバー4の厚さは、必要な仕様に応じて適宜設定すれば良い。
In the shaft-integrated type bonded
シャフト2の材料としては、珪素鋼板の積層体、アルミニウム合金、ステンレス鋼などを使用でき、樹脂または樹脂と金属粉末や合金粉末との複合材料を用いても良い。また、シャフト2は、円柱状に限らず角柱状であってもよい。さらに、滑り止め効果を高めるため、ボンド磁石3と接する面に溝があってもよい。あるいはローレット加工が施されていても良い。
As a material of the
ボンド磁石3の磁性粉末として、希土類系磁性粉末、フェライト磁性粉末などを使用することができる。希土類系磁性粉末としては、R−T−B系磁性粉末(Rは少なくとも一種の希土類元素であってNd、Prのいずれか一方を必ず含む、TはFeまたはFeとCo、Bは硼素であって一部をC(炭素)で置換できる)、R−T−N系磁性粉末(Rは少なくとも一種の希土類元素であってSmを必ず含む、Tは鉄族元素、Nは窒素である)などがあげられる。R−T−B系磁性粉末の形状は、好ましくは扁平形状(例えば、粉末粒子の形状アスペクト比=短径/長径が0.3以下)である。扁平形状を有するR−T−B系磁性粉末を用いることにより、材料(磁性粉末及び樹脂の混合物)の圧縮成形の際に、磁性粉末が積層し易くなる。また、成形時に磁性粉末間に空隙または樹脂溜まりができ難くなり、高密充填が可能となる。R−T−B系磁性粉末の平均粒子径は、好ましくは20μm以上300μm以下であり、より好ましくは40μm以上250μm以下である。ここで、平均粒子径は体積分布の算術平均径であり、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定する。
As the magnetic powder of the
一方、ボンド磁石3に使用する樹脂は、一般的なボンド磁石に用いられる熱硬化性樹脂であって、好ましい樹脂として、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。
On the other hand, the resin used for the
保護カバー4は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastic)からなり、例えば、以下のようにして作製される。外径が数μmの炭素繊維に液状のエポキシ樹脂を含浸させ、エポキシ樹脂が含浸された炭素繊維を回転している円筒状の芯金に巻き付けて往復移動させ、螺旋状に巻かれた炭素繊維がそれぞれ交差した交差巻きとした後、この巻き体を加熱してエポキシ樹脂を硬化させる。保護カバー4の厚さは、0.3〜0.5mm程度が好ましい。
The
保護カバー4を炭素繊維強化プラスチック製とすることにより、以下のような利点がある。炭素繊維強化プラスチックは、鉄、SUSなどの金属材料に比べて引っ張り強度が高いため、薄い厚さでも十分な機能を果たすことができる。また、炭素繊維強化プラスチックは、鉄、SUSなどの金属材料に比べて軽量であるため、保護カバー4を備えてもシャフト一体型ボンド磁石1の全体重量の増加は小さくできる。
By making the
保護カバー4の材料は、炭素繊維強化プラスチックに限らず、有機系の高強度繊維を用いても良い。特に、非導電性の繊維を用いる場合には、導電性の材料を使用するときとは異なり、回転磁界による渦電流が発生しないため、渦電流による損失が生じないという利点がある。
The material of the
このような構成をなす本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石1では、第1の実施形態及び第2の実施形態の何れにあっても、シャフト2の周面に一体的に設けられている円筒状のボンド磁石3の内周側と外周側とで密度に差があり、外周側部分3aの密度が内周側部分3bの密度より大きい。ボンド磁石3は、材料となる磁性粉末及び樹脂の混合物(磁性組成物:コンパウンド)を圧縮成形して形成されるが、密度の違いは、空隙の割合によって規定される。即ち、外周側部分3aにおける空隙の割合が内周側部分3bにおける空隙の割合よりも小さくなっており、磁性粉末と樹脂との混合比率は、外周側部分3a及び内周側部分3bで同じである。
In the shaft-integrated type bonded
ボンド磁石3の外周側部分3aと内周側部分3bとの密度差は2%以上5%以下、より好ましくは2%以上3%以下である。密度差が2%未満である場合には、本発明の効果である軽量化を達成できない。一方、密度差が5%を超える場合には、境界部分にあって密度差の影響(歪み、割れなど)を受けて磁気特性が劣化することが考えられる。よって、モータに組込んだとき十分な磁気特性を維持しながら軽量化を達成するために、密度差を2%以上5%以下に設定している。ここで、ボンド磁石3の外周側部分3aの密度は、ボンド磁石3の外周からシャフト2の長さ方向に対して垂直な方向における少なくとも2mmまでの領域の密度をいい、ボンド磁石3の内周側部分3bの密度はシャフト2の最も太い外径からボンド磁石3に向って少なくとも2mmまでの領域の密度をいう。密度の測定は、ボンド磁石作製後、切り出してアルキメデス法を用いて行う。
The density difference between the outer peripheral portion 3a and the inner
具体的には一例として、外周側部分3aの密度は5.5〜6.5g/cm3 、内周側部分3bの密度は5.4〜6.5g/cm3 であり、好ましくは、外周側部分3aの密度は5.8〜6.2g/cm3 、内周側部分3bの密度は5.6〜6.0g/cm3 である。
Specifically, as an example, the density of the outer peripheral portion 3a is 5.5 to 6.5 g / cm 3 and the density of the inner
本発明のシャフト一体型ボンド磁石1では、ボンド磁石3の内周側(シャフト2側)と外周側とで密度に差があり、ボンド磁石3の外周側部分3aの密度が内周側部分3bの密度より大きくなっている。モータに組込んだときに外部磁束に有効に働く外周側については密度を大きくして単位体積あたりの磁性粉末の量を多くし、外部磁束に有効に働くことがない内周側については密度を小さくして単位体積あたりの磁性粉末の量を少なくしている。よって、全体を軽量化しても十分な磁気特性を得ることが可能である。
In the shaft-integrated type bonded
また、本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石1では、第1の実施形態及び第2の実施形態の何れにあっても、ボンド磁石3の外周面が炭素繊維強化プラスチック製の保護カバー4で被覆されている。よって、シャフト一体型ボンド磁石1の回転時に発生した遠心力に対する抗力を保護カバー4によって受けることができるため、高速回転時であってもボンド磁石3が破損することはない。
In the shaft-integrated type bonded
軸長方向全域にわたってシャフト2の径を同一とした第1の実施形態とは異なり、第2の実施形態では、シャフト2の軸長方向の中央部2aの径を両端部(一端部2b及び他端部2c)の径よりも太くしている。よって、第2の実施形態にあっては、第1の実施形態と比較して、シャフト2とボンド磁石3との結合力が高く、シャフト2とボンド磁石3との間の軸方向への抜け強度に優れている。
Unlike the first embodiment in which the diameter of the
以下、このような密度に差がある外周側部分3aと内周側部分3bとの具体的な寸法、密度について、第1の実施形態を例として説明する。なお、以下では、図2に示すように、D1は外周側部分3aの外径(mm)を表し、D2は内周側部分3bの外径(mm)を表している。
Hereinafter, specific dimensions and densities of the outer peripheral side portion 3a and the inner
表1は、外周側部分3aの外径D1が20mmである場合の本発明例(No.2,4,6)を示している。シャフト2の直径は2mmとした。磁極数が多いほど、内部まで磁路が形成されないので、密度を低くした内周側部分3bを大きくしても、十分な磁気特性を得ることができる。また、表1には、ボンド磁石の密度が全域にわたって均一である比較例としてのシャフト一体型ボンド磁石の例(No.1,3,5)も示している。本発明例と比較例とは材料(磁性粉末及び樹脂からなる。磁性粉末はR−T−B系磁性粉末であり、樹脂はエポキシ樹脂である。R−T−B系磁性粉末はMQP−14−9(Molycorp製)の磁性粉末を用いた。MQP−14−9の組成は、16.7質量%のNd、3.8質量%のLa、5.5質量%のPr、1.0質量%のB、および残部Feである。また、MQP−14−9の平均粒径は、100μmである。樹脂は材料全体の2質量%である。)、形状、サイズは同じである。なお、フラックスメータによる磁束量は、ヘルムホルツ型コイルを東洋テクニカ製LakeShoreフラックスメータにつなぎ測定を行った。例えば、本発明例のNo.2では、磁極数が4であり、外周側部分3aの外径D1は20mm、密度は6.1g/cm3 、内周側部分3bの外径D2は7mm、密度は5.9g/cm3 であって、密度差が0.2g/cm3 (3%)であり、全体の重量は33.1gである。No.2に対応する比較例のNo.1では、磁極数が4であり、ボンド磁石の外径D1は20mm、密度は均一の6.1g/cm3 であって、全体の重量は33.2gである。No.1及びNo.2を比較した場合、0.1gの重量削減を図れている。
Table 1 shows the invention examples (Nos. 2, 4 and 6) in the case where the outer diameter D1 of the outer peripheral side portion 3a is 20 mm. The diameter of the
また、表2は、外周側部分3aの外径D1が30mmである場合の本発明例(No.8,10,12)と、これらに対応した比較例(No.7,9,11)とを示している。シャフト2の直径は5mmとした。
Table 2 shows the invention examples (Nos. 8, 10, 12) in the case where the outer diameter D1 of the outer peripheral side portion 3a is 30 mm, and the comparative examples (Nos. 7, 9, 11) corresponding thereto. Is shown. The diameter of the
以上のことから、本発明例では、比較例と比べて、磁気特性(フラックスメータによる磁束量)は軽微な減少に過ぎず、重量は削減され、コストが低減されることが分かる。 From the above, it can be seen that in the inventive example, the magnetic characteristics (the amount of magnetic flux by the flux meter) are only a slight decrease compared to the comparative example, the weight is reduced, and the cost is reduced.
次に、第2の実施形態によるシャフト一体型ボンド磁石1(本発明例)と比較例(ボンド磁石全体に密度差が無い場合)との比較について説明する。比較例及び本発明例におけるボンド磁石に使用した磁性粉末及び樹脂はそれぞれ、平均粒径100μmのNd−Fe−B系磁性粉末(MQP−14−9(Molycorp製)の磁性粉末)及び2質量%エポキシ樹脂である。磁極数は4、形状は図3に示す通りであり、寸法は前述した通りである。 Next, a comparison between the shaft-integrated bonded magnet 1 (invention example) according to the second embodiment and the comparative example (when there is no density difference in the entire bonded magnet) will be described. The magnetic powder and the resin used for the bonded magnet in the comparative example and the inventive example are respectively Nd-Fe-B based magnetic powder (magnetic powder of MQP-14-9 (made by Molycorp)) and 2% by mass with an average particle diameter of 100 μm. It is an epoxy resin. The number of magnetic poles is 4, the shape is as shown in FIG. 3, and the dimensions are as described above.
比較例ではボンド磁石全体の密度が6.1g/cm3 と均一であったのに対して、本発明例ではボンド磁石の外周側部分3a(外径20mm)、内周側部分3b(外径7mm)それぞれの密度が6.1g/cm3 、5.9g/cm3 であった。結果として比較例では質量が31gであるのに対して、本発明例では30gであり、3%程度の軽量化を達成していることを確認した。したがって、本発明例では、十分な磁気特性を維持しながら軽量化を図れていることが分かる。
In the comparative example, the density of the entire bonded magnet was uniform at 6.1 g / cm 3 , whereas in the inventive example, the outer peripheral portion 3 a (
本発明例では、振れ精度は±15μmと小さく、また、65000rpmの回転によってもボンド磁石の抜け、割れは発生せず、機械特性も優れている。 In the example of the present invention, the runout accuracy is as small as ± 15 μm, and the bond magnet is not detached or broken even by the rotation of 65000 rpm, and the mechanical characteristics are also excellent.
表3は、本発明のシャフト一体型ボンド磁石1にあって、外周側部分3aと内周側部分3bとの密度差を変化させた場合(No.14−No.18)の特性を示している。なお、表3では、密度差がない場合(No.13)の特性も比較例として示している。外周側部分3aの外径D1は30mm、内周側部分3bの外径D2は15mmとし、シャフト2の直径は5mmとした。
Table 3 shows the characteristics (No. 14-No. 18) when the density difference between the outer peripheral portion 3 a and the inner
密度差が2〜5%の範囲であるNo.14−No.16では十分な磁気特性を維持しながら軽量化を図れていることが分かる。 No. 1 in which the density difference is in the range of 2 to 5%. 14-No. It can be seen that weight reduction can be achieved while maintaining sufficient magnetic properties at 16.
これに対して、密度差が10%であるNo.18では、軽量化は顕著であるが、内周側部分3bの密度が5.5g/cm3 と低すぎるため、ボンド磁石3の強度に問題が発生する虞がある。また、密度差が7%であるNo.17では、内周側部分3bの密度が強度を考慮した必要最低限の5.7g/cm3 であるが、量産でのばらつきに伴う密度の低下を考慮した場合には好ましくない。一方、密度差がないNo.13では、当然ながら軽量化は図れない。
On the other hand, No. 1 in which the density difference is 10%. In the case of No. 18, although the weight saving is remarkable, the density of the inner
以上のことから、密度差としては、2%以上5%以下が好ましく、磁気特性と強度を高いレベルで実現する場合には2%以上3%以下がより好ましい。 From the above, the density difference is preferably 2% or more and 5% or less, and more preferably 2% or more and 3% or less when realizing high levels of magnetic properties and strength.
なお、表3に示した各例にあってフラックスメータによる磁束量に大きな差がないのは、外周側部分3aの外径D1に対して内周側部分3bの外径D2が小さくて密度が高い部分の肉厚が大きく、また磁極数が8極と多いため、ボンド磁石3の表面近傍のみが磁化されたことが原因と考えられる。
In each example shown in Table 3, the magnetic flux amount by the flux meter does not have a large difference because the outer diameter D2 of the inner
以下、本発明の第2の実施形態によるシャフト一体型ボンド磁石1を製造する手順について、その製造工程の手順を示す図4−図6を参照して説明する。第1の実施形態によるシャフト一体型ボンド磁石は、シャフトの形状が第2の実施形態によるシャフト一体型ボンド磁石と異なるが、後述する図4−図6の製造工程は第2の実施形態によるシャフト一体型ボンド磁石と同じである。
Hereinafter, the procedure of manufacturing the shaft-integrated bonded
図4Aは、製造工程において使用する成形装置5の成形動作の開始位置(以下「定位置」という)を示している。この成形装置5は、円筒状のダイ10と、上側金型20と、下側金型30とを備えている。
FIG. 4A shows the start position (hereinafter referred to as “fixed position”) of the molding operation of the
上側金型20は、ダイ10の内径にほぼ等しい外径を有する長尺円筒状の第1上パンチ21と、第1上パンチ21の内径にほぼ等しい外径を有する長尺円筒状の第2上パンチ22と、第2上パンチ22の内径にほぼ等しい直径を有する長尺円柱状の上コア23とを備えた三重構成であり、ダイ10内を上方向から挿通可能である。第1上パンチ21はダイ10内を上下方向に挿通可能であって、第2上パンチ22は第1上パンチ21内を上下方向に挿通可能であり、上コア23は第2上パンチ22内を上下方向に挿通可能である。第1上パンチ21の移動(上昇/下降)と、第2上パンチ22の移動(上昇/下降)と、上コア23の移動(上昇/下降)とは、互いに独立して行える。
The
下側金型30は、ダイ10の内径にほぼ等しい外径を有する長尺円筒状の第1下パンチ31と、第1下パンチ31の内径にほぼ等しい外径を有する長尺円筒状の第2下パンチ32と、第2下パンチ32の内径にほぼ等しい直径を有する長尺円柱状の下コア33とを備えた三重構成であり、ダイ10内を下方向から挿通可能である。第1下パンチ31はダイ10内を上下方向に挿通可能であって、第2下パンチ32は第1下パンチ31内を上下方向に挿通可能であり、下コア33は第2下パンチ32内を上下方向に挿通可能である。第1下パンチ31の移動(上昇/下降)と、第2下パンチ32の移動(上昇/下降)と、下コア33の移動(上昇/下降)とは、互いに独立して行える。
The
まず、図4Bに示す如く、第1下パンチ31を下降させて第2下パンチ32とダイ10との間に空間41を形成する。次いで、図4Cに示す如く、この空間41内にボンド磁石3の材料42(磁性粉末及び樹脂の混合物(磁性組成物))を充填する。このときの下降距離d1(空間41の深さ)は、作製されるシャフト一体型ボンド磁石1におけるボンド磁石3の長さ(図3に示す長さL1)と、後述する圧縮成形工程での材料42の圧縮率とを考慮して決定される。
First, as shown in FIG. 4B, the first
次に、図4Dに示す如く、予め準備しておいた薄肉円筒状の保護カバー4をダイ10の上面にダイ10に対して同軸的に配置し、所望の治具(図示せず)にてその位置を固定する。保護カバー4の内径は、ダイ10の内径に比べて僅かに大きい。この内径の差は、後述する圧縮成形後の成形体44をダイ10から抜き出すときのスプリングバック量(成形体44の外径の増加量)に応じて決定される。即ち、材料42として磁性組成物を使用する場合のスプリングバック量は0.6〜1%であるので、保護カバー4の内径をダイ10の内径の100.6%以下にしておくことが好ましい。
Next, as shown in FIG. 4D, the thin cylindrical
次に、図4Eに示す如く、下コア33を下降させて第2下パンチ32の内部に開放部43を形成する。このときの下降距離d2(開放部43の長さ)は、シャフト一体型ボンド磁石1において外周面がボンド磁石3で覆われないシャフト2の一端部2bの領域の長さを考慮して決定される。すなわち、図3に示す長さL5及びL6と前記圧縮率とを考慮して決定される。
Next, as shown in FIG. 4E, the
次いで、図5Aに示す如く、予め準備しておいたシャフト2の一端部2bの一部を、開放部43に挿入する。この際、シャフト2は、シャフト2の一端部2bの一端面が下コア33に当接するまで下降させる。シャフト2は、自重によって下降させてもよいし、手動あるいは専用治具(専用装置)などを用いて下降させてもよい。
Next, as shown in FIG. 5A, a part of one
次に、図5Bに示す如く、第1上パンチ21、第2上パンチ22及び上コア23を下降させる。上コア23はシャフト2の他端部2cの一端面に当接するまで下降させて上コア23及び下コア33によってシャフト2を挟持する。また、第1上パンチ21及び第2上パンチ22は、シャフト2の他端部2cの一部の領域を覆う位置まで下降させる。第1上パンチ21及び第2上パンチ22の下降位置は、シャフト一体型ボンド磁石1において外周面がボンド磁石3で覆われないシャフト2の他端部2cの領域の長さを考慮して決定される。すなわち、図3に示す長さL2及びL3と前記圧縮率とを考慮して決定される。
Next, as shown in FIG. 5B, the first
なお、図4Eから図5Aに基づく前記実施の形態に代えて、図4Eにおいて、下コア33を下降させて第2下パンチ32の内部に開放部43を形成する際、その下降距離d2(開放部43の長さ)を、シャフト一体型ボンド磁石1において外周面がボンド磁石3で覆われないシャフト2の一端部2bの領域の長さ(図3に示す長さL6)と外周面がボンド磁石3で覆われる領域の長さ(図3に示す長さL5)との合計に対応する長さとしても良い。このとき、図5Aにおいて、シャフト2の一端部2bの全部が開放部43に挿入されることとなり、結果として、シャフト2の一端部2b及び中央部2aの境界と、充填した材料42の上面と、第2下パンチ32の上面と、ダイ10の上面とは、上下方向で同じ位置になる。
When forming the
次いで、図5Cに示す如く、第2下パンチ32、上コア23及び下コア33を連動して下降させる。このとき、第1上パンチ21及び第2上パンチ22をさらに連動して下降させる。そして、図5Dに示す如く、シャフト2の一端部2bの一部、中央部2a及び他端部2cの一部を材料42中に埋没させる。このときの上コア23及び下コア33ならびに第1上パンチ21及び第2上パンチ22の下降距離(図5Bの上コア23及び下コア33ならびに第1上パンチ21及び第2上パンチ22の位置から図5Dの上コア23及び下コア33ならびに第1上パンチ21及び第2上パンチ22の位置までの距離)は、シャフト2の一端部2b及び他端部2cの外周面がボンド磁石3で覆われる領域の長さ(図3に示す長さL3及びL5)、及び前記圧縮率を考慮して決定される。
Next, as shown in FIG. 5C, the second
図5Dに示す如く、第1上パンチ21及び第2上パンチ22は、材料42の上面に当接するまで、もしくはダイ10の上面まで下降させる。この結果、シャフト2及び材料42は、上側金型20と下側金型30とで封止された状態となる。
As shown in FIG. 5D, the first
なお、図5Bから図5Dに基づく前記実施の形態においては、第2下パンチ32を下降させる際、第1下パンチ31の下降位置まで下降(図4Bに示す下降距離d1だけ下降)させているが、シャフト一体型ボンド磁石1の形状などに応じて、第2下パンチ32の下降位置を、第1下パンチ31の下降位置よりも上または下に位置させてもよい。
In the embodiment based on FIGS. 5B to 5D, when the second
また、図5Bから図5Dに基づく前記実施の形態において、予め上コア23と下コア33によってシャフト2を挟持して、第2下パンチ32を下降させながら、上コア23及び下コア33を連動して下降させて、シャフト2の一端部2bの一部、中央部2a及び他端部2cの一部を材料42中に埋没させる工程に代えて、予め上コア23と下コア33によってシャフト2を挟持せず、第2下パンチ32を下降させながら、下コア33のみを下降させて、下コア33上にシャフト2が載置された状態で自重によって下降させてもよい。また、シャフト2の下降は手動あるいは専用治具(専用装置)などを用いて行ってもよい。
Further, in the embodiment based on FIG. 5B to FIG. 5D, the
次いで、図6Aに示す如く、ダイ10及び第1下パンチ31を下降させるとともに、第2上パンチ22を下降させる。ダイ10及び第1下パンチ31の下降によって、第2下パンチ32が相対的に上昇することになる。
Next, as shown in FIG. 6A, the
その後、図6Bに示す如く、ダイ10を下降させるとともに、上コア23と下コア33によってシャフト2を挟持しながら上コア23、下コア33、第1上パンチ21及び第2上パンチ22を下降させる。ここで、第1上パンチ21と第2上パンチ22の材料42と接する面の高さ位置が同じになるよう、第1上パンチ21と第2上パンチ22の下降量を調整する。また、第1下パンチ31と第2下パンチ32の材料42と接する面の高さ位置が同じになるよう、第1下パンチ31と第2下パンチ32の上昇量を調整する。ダイ10の下降によって、第1下パンチ31及び第2下パンチ32が相対的に上昇することになる。そして、第1上パンチ21及び第2上パンチ22と第1下パンチ31及び第2下パンチ32とにより材料42を、下方向と上方向との2方向から圧縮して、シャフト2及び材料42を一体化して成形する。
Thereafter, as shown in FIG. 6B, the
なお、ダイ10を下降させることとしたが、第1下パンチ31及び第2下パンチ32を、直接上昇させるようにしても良い。図6A,図6Bに基づく前記実施形態において、ダイ10の下降距離と上コア23と下コア33の下降距離は同じであってもよいし、異なっていてもよい。ダイ10、上コア23と下コア33、第1上パンチ21及び第2上パンチ22の下降距離、あるいは第1下パンチ31及び第2下パンチ32を上昇させる場合の上昇距離などは、後述する成形品の形状などを考慮して決定すればよい。
Although the
次に、図6Cに示す如く、ダイ10、第1上パンチ21、第2上パンチ22、上コア23、第1下パンチ31、第2下パンチ32、及び下コア33を全て上昇させる。ここで、ダイ10、第1下パンチ31、及び第2下パンチ32が定位置に戻るまで、上昇動作を行う。
Next, as shown in FIG. 6C, the
ここで、圧縮成形後の成形体44は、ダイ10から抜き出される際に、スプリングバックにより外径方向に膨張し、ダイ10の上面に配置されている保護カバー4の内周面に成形体44の外周面が圧着される。これにより、成形体44(ボンド磁石3)と保護カバー4とが強く圧着された状態で接合される。本例の材料42におけるスプリングバック量は、前述したように0.6〜1%である。よって、成形体44のスプリングバックによる外径の増加度が下限の0.6%である場合、保護カバー4の内径がダイ10の内径の100.6%より大きいときには、成形体44を保護カバー4に圧着することができない。本例では、保護カバー4の内径をダイ10の内径の100.6%以下としているので、スプリングバックにより、成形体44(ボンド磁石3)を保護カバー4に確実に圧着することができる。
Here, when the compact 44 after compression molding is extracted from the
次いで、図6Dに示す如く、第1上パンチ21、第2上パンチ22及び上コア23を更に上昇させて定位置まで戻す。その後、成形体44に保護カバー4が圧着された成形品をダイ10から取り出す。なお、図6Aから図6Dに基づく前記実施の形態に代えて、ダイ10のみを下降させて成形品をダイ10から取り出した後、ダイ10、第1上パンチ21、第2上パンチ22、上コア23、第1下パンチ31、第2下パンチ32、及び下コア33の全てを定位置に戻るように動作させてもよい。
Next, as shown in FIG. 6D, the first
取り出した成形品に対して、200℃で1時間の熱処理を施し、樹脂を硬化させる。これにより、所望の密度、形状を有する保護カバー4付きのシャフト一体型ボンド磁石1が得られる。
The molded product taken out is subjected to a heat treatment at 200 ° C. for 1 hour to cure the resin. Thereby, a shaft-integrated bonded
なお、上述した実施の形態では、保護カバー4をダイ10上面に配置する配置工程を、材料42を充填する工程(図4C)の直後に行うようにしたが、この配置工程のタイミングはこれに限定されない。例えば、材料42を充填する工程の前に保護カバー4を配置しても良く、または、充填された材料42が圧縮された後に保護カバー4を配置しても良い。成形体44がダイ10から抜き出される時点で、保護カバー4がダイ10に配置されておれば良い。
In the embodiment described above, the disposing step of disposing the
上述した成形工程では、図5Cに示す如く、第2下パンチ32、上コア23及び下コア33を連動して下降させることで、ダイ10の上面と同じ高さであった第2下パンチ32が下降して空間が広がり、第1下パンチ31、ダイ10で囲まれた空間に収容されていた磁性組成物(材料42)がシャフト2側へ流動する。また、図6Aに示す如く、ダイ10及び第1下パンチ31を下降させるとともに第2上パンチ22を下降させることで、第1下パンチ31に対して、第2下パンチ32が相対的に上昇することになり、ダイ10のキャビティに充填された磁性組成物は、第1上パンチ21及び第1下パンチ31間へ流動する。第1上パンチ21及び第1下パンチ31間における磁性組成物の充填深さが第2上パンチ22及び第2下パンチ32間よりも大きいため、図3に示すような外周側部分3aと内周側部分3bの長さが同じであるボンド磁石3を成形するとき、第1上パンチ21及び第1下パンチ31の間に存する磁性組成物の圧縮率が第2上パンチ22及び第2下パンチ32の間に存する磁性組成物の圧縮率よりも大きくなる。これにより、第1上パンチ21と第1下パンチ31との間の成形圧力の印加により密度が大きい外周側部分3aを成形し、第2上パンチ22と第2下パンチ32との間の成形圧力の印加により密度が小さい内周側部分3bを成形している。
In the above-described forming process, as shown in FIG. 5C, the second
図7は、印加する成形圧力と得られる成形体密度との関係を示すグラフである。図7にあって、横軸は成形圧力(t/cm2 )を表し、縦軸は成形体密度(g/cm3 )を表しており、図7には条件(使用する材料)を変えた2つの例を示している。成形圧力と成形体密度とはリニアな関係性を呈しており、上述した成形工程にあって成形圧力を調整することにより、ボンド磁石3の外周側部分3aと内周側部分3bとでそれぞれ所望の密度を得ることができる。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the molding pressure to be applied and the obtained green density. In FIG. 7, the abscissa represents the molding pressure (t / cm 2 ), the ordinate represents the density of the compact (g / cm 3 ), and FIG. 7 changed the conditions (materials used) Two examples are shown. The molding pressure and the density of the molded body exhibit a linear relationship, and by adjusting the molding pressure in the above-described molding process, desired on the outer peripheral portion 3a and the inner
以下、保護カバー4付きのシャフト一体型ボンド磁石1を製造する他の実施の形態について説明する。上述した実施の形態では、空間41内に充填する材料42として、磁性粉末及び樹脂の混合物(磁性組成物:コンパウンド)を使用することとしたが、以下の実施の形態では、例えばR−T−N系の磁性粉末のみを材料42として使用する。
Hereinafter, other embodiments for manufacturing the shaft integrated
上述したような図4−図6に示した手順にて、磁性粉末をシャフト2に一体的に圧縮成形してなる成形体44を作製する。ここで、空間41内に充填する材料42が異なるだけであって、他の手順は上述した手順と同様であるので、その説明は省略する。
According to the procedure shown in FIGS. 4 to 6 as described above, the magnetic powder is integrally compression-molded on the
この実施の形態でも、成形体44をダイ10から抜き出すときのスプリングバックを用いて、保護カバー4を成形体44(ボンド磁石3)に圧着させている。但し、磁性粉末のみを材料42として使用する場合のスプリングバック量は0.06〜0.1%である。よって、保護カバー4の内径をダイ10の内径の100.06%以下にしておくことが好ましい。このようにしておくことにより、成形体44のスプリングバックによる外径の増加度が下限の0.06%であっても、成形体44をダイ10から抜き出すときのスプリングバックにより、成形体44(ボンド磁石3)に保護カバー4を確実に圧着することができる。
Also in this embodiment, the
成形体44に保護カバー4が圧着された成形品に対して、加圧含侵法を用いて、低粘度の嫌気性樹脂を浸み込ませて放置する。放置後、余分な嫌気性樹脂を洗浄にて除去する。ここで、嫌気性を有するため、磁石内部及び表層部の嫌気性樹脂のみが硬化するので、それ以外の空気に触れた余分な嫌気性樹脂は洗浄にて容易かつ迅速に除去できる。次いで、嫌気性樹脂を含侵させた成形品に、150〜180℃程度の熱処理を施して、嫌気性樹脂を完全に硬化させ、磁性粉末及び嫌気性樹脂を含むボンド磁石3を有する保護カバー4付きのシャフト一体型ボンド磁石1を製造する。
A low viscosity anaerobic resin is impregnated and left in a molded article in which the
このような磁性粉末及び嫌気性樹脂を含む構成では、磁性粉末の充填率が高くて強度のばらつきが少ない保護カバー4付きのシャフト一体型ボンド磁石1を提供でき、磁気特性の向上を図ることができる。
In a configuration including such magnetic powder and anaerobic resin, it is possible to provide a shaft-integrated type bonded
本発明の製造方法では、上述したように、作製した成形体44(ボンド磁石3)を成形装置5(ダイ10)から抜き出す際に生じるスプリングバックにより発生する圧力を用いて、成形体44(ボンド磁石3)及び保護カバー4を圧着するようにしたので、圧縮成形工程を行う成形装置5を用いて一連的に保護カバー4を取り付けることができるため、少ない製造工数にて簡単に保護カバー4付きのシャフト一体型ボンド磁石1を精度良く製造することができる。
In the manufacturing method of the present invention, as described above, the pressure generated by spring back generated when the produced molded body 44 (bond magnet 3) is extracted from the molding apparatus 5 (die 10) is used to form the molded body 44 (bond Since the magnet 3) and the
なお、上述したシャフト一体型ボンド磁石1の製造方法にあって、磁性粉末と熱硬化性樹脂との混合物、または、磁性粉末のみである材料42に、潤滑剤を添加するようにしても良い。このような潤滑剤を加えることにより、材料42とダイ10との摩擦が和らげられて、ダイ10の傷みが少なくなって成形装置5の長寿命化を図れる。
In the method of manufacturing the shaft-integrated bonded
なお、上述した第2の実施形態とは逆に、シャフトは軸長方向の中央部が両端部よりも細径であり、シャフトの中央部の全域及び両端部の中央部側の一部領域を覆ってボンド磁石が一体的に設けられているような構成のシャフト一体型ボンド磁石にも、本発明を適用できる。この構成でも、第2の実施形態と同様に、シャフトとボンド磁石との結合力が高く、シャフトとボンド磁石との間の軸方向への抜け強度に優れている。 In contrast to the second embodiment described above, the shaft has a central portion in the axial length direction that is smaller in diameter than both ends, and the entire region of the central portion of the shaft and a partial region on the central portion side of both ends The present invention can also be applied to a shaft-integrated bonded magnet having a configuration in which a bonded magnet is integrally provided. Also in this configuration, as in the second embodiment, the coupling force between the shaft and the bond magnet is high, and the axial removal strength between the shaft and the bond magnet is excellent.
なお、上述した実施の形態では、ボンド磁石3の2つの部分(外周側部分3aと内周側部分3b)に関して密度の差があることとしたが、外周側が内周側より密度が大きくなるように、3つ以上の部分で密度に差をつけるようにしても良い。
In the embodiment described above, although there is a difference in density with respect to two portions (the outer peripheral side portion 3a and the inner
開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The disclosed embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is indicated not by the above description but by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
1 シャフト一体型ボンド磁石
2 シャフト
2a 中央部
2b 一端部
2c 他端部
3 ボンド磁石
3a 外周側部分
3b 内周側部分
4 保護カバー
5 成形装置
10 ダイ
42 材料
44 成形体
Claims (7)
前記ボンド磁石の外周側の密度が、前記ボンド磁石の内周側の密度より大きく、前記ボンド磁石の外周面を被覆した保護カバーを備えることを特徴とするシャフト一体型ボンド磁石。 In a shaft-integrated bond magnet in which a cylindrical bond magnet is integrally provided on the circumferential surface of a cylindrical shaft,
A shaft integral type bonded magnet comprising a protective cover which has a density on the outer peripheral side of the bond magnet larger than a density on the inner peripheral side of the bond magnet and covers the outer peripheral surface of the bond magnet.
前記成形装置に円筒状の保護カバーを配置する工程と、
前記成形装置内にて、磁性粉末及び樹脂の混合物をシャフトと一体的に圧縮成形して成形体を作製する工程と、
作製した成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じるスプリングバックを利用して、前記成形体に前記保護カバーを圧入する工程と
を有することを特徴とするシャフト一体型ボンド磁石の製造方法。 A cylindrical bond magnet is integrally provided on the circumferential surface of a cylindrical shaft, the density on the outer circumferential side of the bond magnet is greater than the density on the inner circumferential side, and the protective cover covers the outer circumferential surface of the bond magnet. A method of manufacturing a shaft-integrated bonded magnet provided using a molding apparatus, comprising:
Placing a cylindrical protective cover on the forming device;
Producing a molded body by compression molding a mixture of magnetic powder and resin integrally with a shaft in the molding apparatus;
And a step of press-fitting the protective cover into the molded body by utilizing a spring back generated when the produced molded body is removed from the molding apparatus.
前記成形装置に円筒状の保護カバーを配置する工程と、
前記成形装置内にて、磁性粉末をシャフトと一体的に圧縮成形して成形体を作製する工程と、
作製した成形体を前記成形装置から抜き出す際に生じるスプリングバックを利用して、前記成形体に前記保護カバーを圧入する工程と、
加圧含侵法により、嫌気性樹脂を前記成形体に浸み込ませる工程と
を有することを特徴とするシャフト一体型ボンド磁石の製造方法。 A cylindrical bond magnet is integrally provided on the circumferential surface of a cylindrical shaft, the density on the outer circumferential side of the bond magnet is greater than the density on the inner circumferential side, and the protective cover covers the outer circumferential surface of the bond magnet. A method of manufacturing a shaft-integrated bonded magnet provided using a molding apparatus, comprising:
Placing a cylindrical protective cover on the forming device;
Forming a compact by compression molding the magnetic powder integrally with the shaft in the molding apparatus;
Press-fitting the protective cover into the molded body by utilizing a spring back generated when the manufactured molded body is removed from the molding apparatus;
And D. a step of impregnating the molded article with an anaerobic resin by a pressure impregnation method.
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