JP2020141134A - Shaft-integrated bond magnet and manufacturing method of the same - 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、成形装置を用いてシャフト一体型ボンド磁石を製造する方法に関する。 The present invention relates to a shaft-integrated bond magnet used in various motors and a method of manufacturing a shaft-integrated bond magnet using a molding apparatus.
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 bond magnet formed by solidifying and molding a magnetic powder and a resin as a binder of the magnetic powder has the advantages of higher dimensional accuracy and higher degree of freedom in shape than a sintered magnet. A shaft-integrated bond magnet in which a shaft serving as a rotor shaft is embedded in such a cylindrical bond magnet and integrated is used in 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。 Patent Document 1 discloses such a shaft-integrated bond magnet and a method for manufacturing the same. In Patent Document 1, a support member made of a rotor joint iron in which a rotor shaft is charged is arranged in a mold of a compression molding apparatus, and Nd-Fe-B-based magnetic powder and epoxy-based resin are formed around the support member. A shaft-integrated bond magnet obtained by supplying a magnetic composition thereof and press-molding the magnet is described.
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 Patent Document 1, it is relatively easy to provide a shaft-integrated bond magnet having a high weight ratio and volume ratio of the magnetic powder in a magnetic composition obtained by mixing a magnetic powder and a binder. Therefore, it is possible to reduce the size and improve the performance of the motor.
このようなシャフト一体型ボンド磁石にあっては、ボンド磁石とシャフトとの結合強度が低下して、ボンド磁石がシャフトから分離するおそれがある。ボンド磁石がシャフトから分離した場合、ボンド磁石がシャフトに対して相対的に回転したり、ボンド磁石がシャフトの軸長方向に移動したりして、ボンド磁石に生じるトルクをシャフトに適正に伝達できなくなるという不具合が発生する。よって、シャフト一体型ボンド磁石におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度の向上が課題となっている。 In such a shaft-integrated bond magnet, the bond strength between the bond magnet and the shaft may decrease, and the bond magnet may separate from the shaft. When the bond magnet is separated from the shaft, the bond magnet rotates relative to the shaft or the bond magnet moves in the axial length direction of the shaft, so that the torque generated in the bond magnet can be properly transmitted to the shaft. There is a problem that it disappears. Therefore, improvement of the bond strength between the bond magnet and the shaft in the shaft-integrated bond magnet has become an issue.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ボンド磁石とシャフトとの結合強度が高いシャフト一体型ボンド磁石、及び、このシャフト一体型ボンド磁石を圧縮成形にて製造す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 is a shaft-integrated bond magnet having a high bond strength between a bond magnet and a shaft, and a shaft-integrated bond in which the shaft-integrated bond magnet is manufactured by compression molding. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a 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、前記シャフトの軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されてい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 peripheral surface of a cylindrical shaft, and the circumference of the central portion of the shaft in the axial length direction. It is characterized in that a knurl is formed on the surface.
本発明にあっては、シャフトの軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されている。よって、ボンド磁石及びシャフトの結合強度は高い。 In the present invention, a knurl is formed on the peripheral surface of the central portion of the shaft in the axial length direction. Therefore, the bond strength of the bond magnet and the shaft is high.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記ローレットは綾目ローレットであることを特徴とする。 The shaft-integrated bond magnet according to the present invention is characterized in that the knurl is a twill knurl.
本発明にあっては、ローレットは綾目ローレットである。よって、軸長方向及び回転方向におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度は高く、ボンド磁石がシャフトに対して軸長方向に移動したりシャフトに対して回転したりするような不具合は生じない。 In the present invention, the knurl is a twill knurl. Therefore, the bond strength between the bond magnet and the shaft in the axial length direction and the rotation direction is high, and there is no problem that the bond magnet moves in the axial length direction with respect to the shaft or rotates with respect to the shaft.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、綾目ローレットの綾目の傾斜角度は１０度以上４５度以下であることを特徴とする。 The shaft-integrated bond magnet according to the present invention is characterized in that the inclination angle of the twill of the twill knurl is 10 degrees or more and 45 degrees or less.
本発明にあっては、軸長方向及び回転方向におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度は高く、ボンド磁石がシャフトに対して軸長方向に移動したりシャフトに対して回転したりするような不具合は生じない。 In the present invention, the bond strength between the bond magnet and the shaft in the axial length direction and the rotation direction is high, and there is a problem that the bond magnet moves in the axial length direction with respect to the shaft or rotates with respect to the shaft. Does not occur.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記ローレットは平目ローレットであることを特徴とする。 The shaft-integrated bond magnet according to the present invention is characterized in that the knurl is a flatfish knurl.
本発明にあっては、平目ローレットが形成されている。よって周方向におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度は高く、ボンド磁石がシャフトに対して相対的に回転することは無い。 In the present invention, flatfish knurling is formed. Therefore, the bond strength between the bond magnet and the shaft in the circumferential direction is high, and the bond magnet does not rotate relative to the shaft.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、平目ローレットの端部に深さ方向にテーパーが形成されていることを特徴とする。 The shaft-integrated bond magnet according to the present invention is characterized in that a taper is formed in the depth direction at the end of the flatfish knurl.
本発明にあっては、平目ローレットの端部に深さ方向にテーパーが形成されており、シャフト一体型ボンド磁石の成形時に、磁性粉末と樹脂の混合物がテーパーの無い場合に比べてスムーズにローレットの凹部に入り成形時のクラック等が軽減できる。 In the present invention, a taper is formed at the end of the flat knurl in the depth direction, and when molding the shaft-integrated bond magnet, the knurl is smoother than when the mixture of magnetic powder and resin has no taper. Cracks and the like during molding can be reduced by entering the recesses of.
本発明のシャフト一体型ボンド磁石は、ローレットの深さは５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする。 The shaft-integrated bond magnet of the present invention is characterized in that the depth of the knurl is 50 μm or more and 200 μm or less.
本発明にあっては、シャフトとボンド磁石間の回転方向及びスラスト方向の強度を確保できるとともに、成形時のクラック発生を抑制できる。 In the present invention, it is possible to secure the strength in the rotation direction and the thrust direction between the shaft and the bond magnet, and to suppress the occurrence of cracks during molding.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記シャフトの軸長方向の中央部の周面に、前記シャフトの周方向に沿って延在する溝部が形成されていることを特徴とする。 The shaft-integrated bond magnet according to the present invention is characterized in that a groove extending along the circumferential direction of the shaft is formed on the peripheral surface of the central portion of the shaft in the axial length direction.
本発明にあっては、シャフトの軸長方向の中央部の周面に、シャフトの周方向に沿って延在する溝部が形成されている。よってボンド磁石及びシャフト結合強度が高く、ボンド磁石がシャフトの軸方向に動くような不具合は生じない。 In the present invention, a groove portion extending along the circumferential direction of the shaft is formed on the peripheral surface of the central portion in the axial length direction of the shaft. Therefore, the bond strength between the bond magnet and the shaft is high, and there is no problem that the bond magnet moves in the axial direction of the shaft.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記溝部はシャフトの軸長方向に複数形成されていることを特徴とする。 The shaft-integrated bond magnet according to the present invention is characterized in that a plurality of the groove portions are formed in the axial length direction of the shaft.
本発明にあっては、溝部はシャフトの軸長方向に複数形成されている、よって、ボンド磁石及びシャフト結合強度が高く、ボンド磁石がシャフトの軸方向に動くような不具合は生じない。 In the present invention, a plurality of grooves are formed in the axial length direction of the shaft. Therefore, the bond magnet and the shaft coupling strength are high, and there is no problem that the bond magnet moves in the axial direction of the shaft.
本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されている円柱状のシャフトに、前記シャフトの前記中央部の全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シャフト一体型ボンド磁石を成形する方法において、円筒状のダイと、該ダイに上方向から挿通可能であって、円筒状の第１上パンチ、該第１上パンチに挿通可能な第２上パンチ、及び該第２上パンチに挿通可能な円柱状の上コアからなる上側金型と、前記ダイに下方向から挿通可能であって、円筒状の第１下パンチ、該第１下パンチに挿通可能な第２下パンチ、及び該第２下パンチに挿通可能な円柱状の下コアからなる下側金型とを用いており、前記第１下パンチを下降させて前記第２下パンチと前記ダイとの間に空間を形成する工程と、前記空間内に磁性粉末と樹脂との混合物を充填する工程と、前記下コアを下降させて前記第２下パンチの内部を開放し、シャフトの一端部を挿入する工程と、前記第２下パンチ及び下コアを下降させて、前記シャフトの中央部及び両端部の一部を前記材料中に埋没させる工程と、 前記上コア及び下コアにて前記シャフトを挟持しながら、前記第１上パンチ及び第２上パンチと前記第１下パンチ及び第２下パンチにて前記混合物を圧縮成形して成形体を作製するとともに前記混合物及び前記シャフトを一体化する工程と、を有することを特徴とする。 In the method for manufacturing a shaft-integrated bond magnet of the present invention, a cylindrical bond having a lauret formed on the peripheral surface of the central portion in the axial length direction is covered with the entire central portion of the shaft to form a cylindrical bond. In a method of forming a shaft-integrated bond magnet in which a magnet is integrally provided, a cylindrical die and a cylindrical first upper punch that can be inserted into the die from above and the first upper punch. An upper mold consisting of a second upper punch that can be inserted into the punch and a cylindrical upper core that can be inserted into the second upper punch, and a cylindrical first lower die that can be inserted into the die from below. A punch, a second lower punch that can be inserted into the first lower punch, and a lower mold having a columnar lower core that can be inserted into the second lower punch are used, and the first lower punch is lowered. A step of forming a space between the second lower punch and the die, a step of filling the space with a mixture of magnetic powder and a resin, and a step of lowering the lower core to form the second lower punch. A step of opening the inside of the shaft and inserting one end of the shaft, and a step of lowering the second lower punch and the lower core to bury a part of the central portion and both ends of the shaft in the material. While sandwiching the shaft between the upper core and the lower core, the mixture is compression-molded by the first upper punch and the second upper punch and the first lower punch and the second lower punch to prepare a molded product. It is characterized by having a step of integrating the mixture and the shaft together with the above.
本発明にあっては、磁性粉末及び樹脂の混合物と軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されている円柱状のシャフトとを圧縮成形することによって混合物及びシャフトを一体化する。よって、簡単な製造工程にて、ボンド磁石及びシャフトの結合強度が高いシャフト一体型ボンド磁石を製造する。 In the present invention, the mixture and the shaft are integrated by compression molding the mixture of the magnetic powder and the resin and the columnar shaft in which the knurl is formed on the peripheral surface of the central portion in the axial length direction. Therefore, a shaft-integrated bond magnet having a high bond strength between the bond magnet and the shaft is manufactured by a simple manufacturing process.
本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、前記ローレットは綾目ローレットであることを特徴とする。 The method for manufacturing a shaft-integrated bond magnet of the present invention is characterized in that the knurl is a twill knurl.
本発明にあっては、ローレットとして綾目ローレットを使用している。よって、軸長方向及び回転方向におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度は高く、ボンド磁石がシャフトに対して軸長方向に移動したりシャフトに対して回転したりするような不具合は生じない。 In the present invention, Ayame knurling is used as the knurling. Therefore, the bond strength between the bond magnet and the shaft in the axial length direction and the rotation direction is high, and there is no problem that the bond magnet moves in the axial length direction with respect to the shaft or rotates with respect to the shaft.
本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、前記ローレットは平目ローレットであることを特徴とする。 The method for manufacturing a shaft-integrated bond magnet of the present invention is characterized in that the knurl is a flatfish knurl.
本発明にあっては、ローレットとして平目ローレットを使用している。よって、回転方向におけるボンド磁石及びシャフトの結合強度は高く、ボンド磁石がシャフトに対して回転したりするような不具合は生じない。 In the present invention, a flatfish knurl is used as the knurl. Therefore, the bond strength between the bond magnet and the shaft in the rotation direction is high, and there is no problem that the bond magnet rotates with respect to the shaft.
本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、前記シャフトの軸長方向の中央部の周面に、前記シャフトの周方向に沿って延在する溝部が形成されていることを特徴とする。 The method for manufacturing a shaft-integrated bond magnet of the present invention is characterized in that a groove extending along the circumferential direction of the shaft is formed on the peripheral surface of the central portion in the axial length direction of the shaft.
本発明にあっては、シャフトの軸長方向の中央部の周面に、シャフトの周方向に沿って延在する溝部が形成されている。よって、成形体をダイから抜き出す際に生じる混合物のスプリングバックにより、混合物が溝部を押圧するため、ボンド磁石及びシャフト結合強度が高く、ボンド磁石がシャフトの軸方向に動くような不具合は生じない。 In the present invention, a groove portion extending along the circumferential direction of the shaft is formed on the peripheral surface of the central portion in the axial length direction of the shaft. Therefore, since the mixture presses the groove due to the springback of the mixture generated when the molded body is pulled out from the die, the bond magnet and the shaft coupling strength are high, and there is no problem that the bond magnet moves in the axial direction of the shaft.
本発明に係るシャフト一体型ボンド磁石は、前記溝部はシャフトの軸長方向に複数形成されていることを特徴とする。 The shaft-integrated bond magnet according to the present invention is characterized in that a plurality of the groove portions are formed in the axial length direction of the shaft.
溝部はシャフトの軸長方向に複数形成されている。よって、成形体をダイから抜き出す際に生じる混合物のスプリングバックにより、混合物が溝部を押圧するため、ボンド磁石及びシャフト結合強度が高く、ボンド磁石がシャフトの軸方向に動くような不具合は生じない。 A plurality of grooves are formed in the axial length direction of the shaft. Therefore, since the mixture presses the groove due to the springback of the mixture generated when the molded body is pulled out from the die, the bond magnet and the shaft coupling strength are high, and there is no problem that the bond magnet moves in the axial direction of the shaft.
本発明のシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は、前記混合物及び前記シャフトを一体化する工程後の前記成形体に、含浸法により樹脂を浸み込ませる工程をさらに有することを特徴とする。 The method for producing a shaft-integrated bond magnet of the present invention is further characterized by further including a step of impregnating the molded product after the step of integrating the mixture and the shaft with a resin by an impregnation method.
本発明にあっては、成形体に、樹脂を含浸させているので、高い強度を有し、かつ成形体とシャフトの固着力を高めることができる。さらにボンド磁石の耐候性を高めることができる。 In the present invention, since the molded body is impregnated with the resin, it has high strength and can increase the adhesive force between the molded body and the shaft. Further, the weather resistance of the bond magnet can be improved.
本発明のシャフト一体型ボンド磁石によれば、ボンド磁石とシャフトとの結合強度が高くて、ボンド磁石がシャフトに対して相対的に回転するような不具合、または、ボンド磁石がシャフトの軸長方向に移動するような不具合の発生を抑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、磁性粉末及び樹脂の混合物と軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されている円柱状のシャフトとを圧縮成形するとともに混合物及びシャフトを一体化する。よって、簡単な製造工程にて、ボンド磁石及びシャフトの結合強度が高いシャフト一体型ボンド磁石を製造することができる。 According to the shaft-integrated bond magnet of the present invention, there is a problem that the bond strength between the bond magnet and the shaft is high and the bond magnet rotates relative to the shaft, or the bond magnet is in the axial length direction of the shaft. It is possible to suppress the occurrence of problems such as moving to. Further, according to the method for manufacturing a shaft-integrated bond magnet of the present invention, a mixture of magnetic powder and resin and a columnar shaft having a lauret formed on the peripheral surface at the center in the axial length direction are compression-molded. Integrate the mixture and shaft. Therefore, a shaft-integrated bond magnet having a high bond strength between the bond magnet and the shaft can be manufactured by a simple manufacturing process.
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 with reference to the drawings showing the embodiments thereof.
（第１の実施形態）
図１及び図２は、第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石を示す斜視図及び断面図である。また、図３及び図４は、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を示す斜視図及び平面図である。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とを一体化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の実施形態と後述する第２の実施形態及び第３の実施形態とが存在する。
(First Embodiment)
1 and 2 are a perspective view and a cross-sectional view showing a shaft-integrated bond magnet according to the first embodiment. 3 and 4 are a perspective view and a plan view showing the shaft 2 of the shaft-integrated bond magnet 1 of the first embodiment. The shaft-integrated bond magnet 1 is configured by integrating a cylindrical shaft 2 and a cylindrical bond magnet 3. There are a first embodiment and a second embodiment and a third embodiment described later depending on the difference in the shape of the shaft 2.
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を挟むように周方向に沿って二つの溝部、第１溝部２ｄ、第２溝部２ｅが形成されている（以降溝部２ｄ、溝部２ｅと呼称する場合がある）。
中央部２ａの周面及び二つの溝部２ｄ、２ｅのシャフト２の端部側(２ｂ側及び２ｃ側)の周面（２ｆ及び２ｇ）には、綾目ローレットが形成されている。言い換えると、溝部２ｄ、２ｅの軸方向の両側の周面には、綾目ローレットが形成されている（図３、図４参照）。綾目ローレットとは凹凸が交差することで、軸方向に対する抜け止め、回転方向に対する回り止めの効果を奏する。
溝部２ｄ、２eは同じ幅、同じ深さである。中央部２ａは両端部２ｃ、２ｂと同径となっている。図４において点線で示すように、シャフト２の中央部２ａの全域の外周面、ならびに、二つの溝部２ｄ、２ｅの外周面、ローレットのある部位（２ｇ、２f）の外周面及びローレットの両端部（一端部２ｂ及び他端部２ｃ）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。
The shaft 2 in the shaft-integrated bond magnet 1 of the first embodiment has a columnar shape as a whole, but two groove portions along the circumferential direction so as to sandwich the central portion 2a in the axial length direction thereof, the first A groove portion 2d and a second groove portion 2e are formed (hereinafter, may be referred to as a groove portion 2d and a groove portion 2e).
Twill knurls are formed on the peripheral surface of the central portion 2a and the peripheral surfaces (2f and 2g) of the two groove portions 2d and 2e on the end side (2b side and 2c side) of the shaft 2. In other words, twill knurls are formed on both peripheral surfaces of the grooves 2d and 2e in the axial direction (see FIGS. 3 and 4). By intersecting the knurled knurling, it has the effect of preventing it from coming off in the axial direction and preventing it from rotating in the direction of rotation.
The grooves 2d and 2e have the same width and the same depth. The central portion 2a has the same diameter as both end portions 2c and 2b. As shown by the dotted line in FIG. 4, the outer peripheral surface of the entire central portion 2a of the shaft 2, the outer peripheral surfaces of the two groove portions 2d and 2e, the outer peripheral surface of the knurled portion (2g, 2f), and both ends of the knurling. The bond magnet 3 is integrally provided so as to cover the outer peripheral surface of a part of the region on the (one end 2b and the other end 2c) side.
シャフト２の材料としては、鉄材、珪素鋼、アルミニウム合金、磁性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よい。 As the material of the shaft 2, an iron material, a silicon steel, an aluminum alloy, a magnetic stainless steel or the like can be used, and a resin or a composite material of the resin and a metal powder or an alloy powder may be used.
ボンド磁石３は、磁性粉末と樹脂との混合物（磁性組成物）から形成される。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）で置換できるのが好ましい）、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）などが挙げられる。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。 The bond magnet 3 is formed from a mixture (magnetic composition) of magnetic powder and resin. As the magnetic powder, a rare earth-based magnetic powder, a ferrite magnetic powder, or the like can be used. As the rare earth-based magnetic powder, R-TB-based magnetic powder (R is at least one kind of rare earth element and always contains either Nd or Pr, T is Fe or Fe and Co, and B is boron. (It is preferable that part of it can be replaced with C (carbon)), R-TN magnetic powder (R is at least one kind of rare earth element and always contains Sm, T is an iron group element, N is nitrogen. There is) and so on. The shape of the RTB-based magnetic powder is preferably a flat shape (for example, the shape aspect ratio of the powder particles = minor axis / major axis is 0.3 or less). By using the RTB-based magnetic powder having a flat shape, the magnetic powder can be easily laminated during compression molding of the material (mixture of magnetic powder and resin). Further, it becomes difficult for voids or resin pools to be formed between the magnetic powders during molding, and high-density filling becomes possible. The average particle size of the RTB-based magnetic powder is preferably 20 μm or more and 300 μm or less, and more preferably 40 μm or more and 250 μm or less. Here, the average particle diameter is the arithmetic mean diameter of the volume distribution, and is measured using a laser diffraction type particle size distribution measuring device.
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あるいは２液性の樹脂であって、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 bond magnet 3 is a thermosetting resin or a two-component resin used for a general bond magnet, and preferred resins include epoxy resin, phenol resin, and polyimide resin. ..
ボンド磁石３の密度は５．８〜６．２ｇ／ｃｍ3 である。本発明のシャフト一体型ボンド磁石１では、後述するように圧縮成形にて製造するので、射出成形にて製造されるシャフト一体型ボンド磁石（通常、密度は５．０〜５．５ｇ／ｃｍ3 程度）に比べて、密度が高いため（単位体積あたりの磁性粉末の量が多いため）、優れた磁気特性を期待できる。 The density of the bond magnet 3 is 5.8 to 6.2 g / cm 3 . Since the shaft-integrated bond magnet 1 of the present invention is manufactured by compression molding as described later, the shaft-integrated bond magnet 1 manufactured by injection molding (usually, the density is 5.0 to 5.5 g / cm 3). Since the density is high (because the amount of magnetic powder per unit volume is large), excellent magnetic properties can be expected.
以上の実施形態では、第１溝部２ｄと第２溝部２ｅとの両方を設ける構成としたが、シャフト一体型ボンド磁石１の構成に応じて、第１溝部２ｄまたは第２溝部２ｅのいずれか一つを有する構成としてもよい。 In the above embodiment, both the first groove portion 2d and the second groove portion 2e are provided, but either the first groove portion 2d or the second groove portion 2e is provided depending on the configuration of the shaft-integrated bond magnet 1. It may be configured to have one.
以下、上述したシャフト一体型ボンド磁石１を圧縮成形にて製造する方法について説明する。図５−図７は、第１の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石１の製造方法の工程手順を示す成形装置の断面図である。 Hereinafter, a method for manufacturing the shaft-integrated bond magnet 1 described above by compression molding will be described. 5 and 7 are cross-sectional views of a molding apparatus showing a process procedure of a method for manufacturing a shaft-integrated bond magnet 1 according to the first embodiment.
図５Ａは、製造工程において使用する成形装置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. 5A shows the start position (hereinafter referred to as “fixed position”) of the molding operation of the molding apparatus used in the manufacturing process. This molding apparatus includes a cylindrical die 10, an upper mold 20, and a lower mold 30.
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 upper mold 20 has a long cylindrical first upper punch 21 having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the die 10, and a long cylindrical second punch 21 having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the first upper punch 21. It has a triple structure including an upper punch 22 and a long cylindrical upper core 23 having a diameter substantially equal to the inner diameter of the second upper punch 22, and can be inserted through the die 10 from above. The first upper punch 21 can be inserted vertically in the die 10, the second upper punch 22 can be inserted vertically in the first upper punch 21, and the upper core 23 can be inserted vertically in the second upper punch 22. Can be inserted vertically. The movement of the first upper punch 21 (up / down), the movement of the second upper punch 22 (up / down), and the movement of the upper core 23 (up / down) can be performed independently of each other.
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 lower die 30 has a long cylindrical first lower punch 31 having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the die 10 and a long cylindrical first lower punch 31 having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the first lower punch 31. It has a triple configuration including a two lower punch 32 and a long cylindrical lower core 33 having a diameter substantially equal to the inner diameter of the second lower punch 32, and can be inserted through the die 10 from below. The first lower punch 31 can be inserted vertically in the die 10, the second lower punch 32 can be inserted vertically in the first lower punch 31, and the lower core 33 can be inserted vertically in the second lower punch 32. Can be inserted vertically. The movement of the first lower punch 31 (up / down), the movement of the second lower punch 32 (up / down), and the movement of the lower core 33 (up / down) can be performed independently of each other.
まず、図５Ｂ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５Ｃ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、製造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. 5B, the first lower punch 31 is lowered to form a space 41 between the second lower punch 32 and the die 10. Next, as shown in FIG. 5C, the material 42 of the bond magnet 3 (mixture of magnetic powder and resin (magnetic composition)) is filled in this space 41. The descending distance d1 (depth of the space 41) at this time is determined in consideration of the length of the bond magnet 3 in the shaft-integrated bond magnet 1 to be manufactured and the compressibility of the material 42 in the compression molding step described later. Will be done.
次に、図５Ｄ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。 Next, as shown in FIG. 5D, the lower core 33 is lowered to form the opening portion 43 inside the second lower punch 32. The descending distance d2 (length of the open portion 43) at this time is determined in consideration of the length of the region of one end portion 2b of the shaft 2 whose outer peripheral surface is not covered by the bond magnet 3 in the shaft-integrated bond magnet 1. To.
次いで、図６Ａ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. 6A, a part of one end portion 2b of the shaft 2 prepared in advance is inserted into the opening portion 43. At this time, the shaft 2 is lowered until one end surface of one end portion 2b of the shaft 2 comes into contact with the lower core 33. The shaft 2 may be lowered by its own weight, or may be lowered manually or by using a dedicated jig (dedicated device) or the like.
次に、図６Ｂ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。 Next, as shown in FIG. 6B, the first upper punch 21, the second upper punch 22, and the upper core 23 are lowered. The upper core 23 is lowered until it comes into contact with one end surface of the other end 2c of the shaft 2, and the shaft 2 is sandwiched between the upper core 23 and the lower core 33. Further, the first upper punch 21 and the second upper punch 22 are lowered to a position where they cover a part of the other end 2c of the shaft 2. The lowering positions of the first upper punch 21 and the second upper punch 22 are determined in consideration of the length of the region of the other end 2c of the shaft 2 whose outer peripheral surface is not covered by the bond magnet 3 in the shaft-integrated bond magnet 1. Will be done.
なお、図５Ｄから図６Ａに基づく前記実施の形態に代えて、図５Ｄ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の領域の長さと外周面がボンド磁石３で覆われる領域の長さとの合計に対応する長さとしてもよい。このとき、図６Ａ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。 In addition, instead of the embodiment based on FIGS. 5D to 6A, in FIG. 5D, when the lower core 33 is lowered to form the opening portion 43 inside the second lower punch 32, the lowering distance d2 (opening) is formed. The length of the portion 43) is the length of the region of one end 2b of the shaft 2 whose outer peripheral surface is not covered by the bond magnet 3 and the length of the region whose outer peripheral surface is covered by the bond magnet 3 in the shaft-integrated bond magnet 1. The length may correspond to the total. At this time, in FIG. 6A, the entire end portion 2b of the shaft 2 is inserted into the open portion 43, and as a result, the boundary between the one end portion 2b and the central portion 2a of the shaft 2 and the upper surface of the filled material 42 , The upper surface of the second lower punch 32 and the upper surface of the die 10 are at the same position in the vertical direction.
次いで、図６Ｃ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６Ｄ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６Ｂ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６Ｄ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、及び前記圧縮率を考慮して決定される。 Next, as shown in FIG. 6C, the second lower punch 32, the upper core 23, and the lower core 33 are lowered in conjunction with each other. At this time, the first upper punch 21 and the second upper punch 22 are further interlocked and lowered. Then, as shown in FIG. 6D, a part of one end 2b, a center 2a, and a part of the other end 2c of the shaft 2 are embedded in the material 42. At this time, the descending distances of the upper core 23 and the lower core 33 and the first upper punch 21 and the second upper punch 22 (positions of the upper core 23 and the lower core 33 and the first upper punch 21 and the second upper punch 22 in FIG. 6B). 6D from the upper core 23 and the lower core 33 and the positions of the first upper punch 21 and the second upper punch 22), the outer peripheral surfaces of one end 2b and the other end 2c of the shaft 2 are bonded magnets 3. It is determined in consideration of the length of the area to be covered and the compression ratio.
図６Ｄ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. 6D, the first upper punch 21 and the second upper punch 22 are lowered until they come into contact with the upper surface of the material 42 or to the upper surface of the die 10. As a result, the shaft 2 and the material 42 are sealed by the upper mold 20 and the lower mold 30.
なお、図６Ｂから図６Ｄ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５Ｂ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. 6B to 6D, when the second lower punch 32 is lowered, it is lowered to the lowering position of the first lower punch 31 (lowered by the lowering distance d1 shown in FIG. 5B). However, depending on the shape of the shaft-integrated bond magnet 1, the lowering position of the second lower punch 32 may be positioned above or below the lowering position of the first lower punch 31.
また、図６Ｂから図６Ｄ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 FIGS. 6B to 6D, the upper core 23 and the lower core 33 are interlocked with each other while the upper core 23 and the lower core 33 sandwich the shaft 2 in advance and lower the second lower punch 32. Instead of the step of burying a part of one end 2b, a center 2a, and a part of the other end 2c of the shaft 2 in the material 42, the shaft 2 is previously provided with an upper core 23 and a lower core 33. The lower core 33 may be lowered while the second lower punch 32 is lowered without sandwiching the lower core 33, and the shaft 2 may be lowered by its own weight while the shaft 2 is placed on the lower core 33. Further, the shaft 2 may be lowered manually or by using a dedicated jig (dedicated device) or the like.
次いで、図７Ａに示す如く、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。
ここで、図７Ａでは、第１下パンチ３１を下降させるとともに、第２上パンチ２２を下降させたが、第１下パンチ３１を下降させるとともに、第２上パンチ２２及び第１上パンチ２１を下降させても良い。 その後、図７Ｂ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。
Next, as shown in FIG. 7A, the first lower punch 31 is lowered and the second upper punch 22 is lowered.
Here, in FIG. 7A, the first lower punch 31 is lowered and the second upper punch 22 is lowered, but the first lower punch 31 is lowered and the second upper punch 22 and the first upper punch 21 are lowered. You may lower it. After that, as shown in FIG. 7B, the die 10 is lowered, and the upper core 23, the lower core 33, the first upper punch 21, and the second upper punch 22 are lowered while sandwiching the shaft 2 between the upper core 23 and the lower core 33. Let me. Here, the lowering amounts of the first upper punch 21 and the second upper punch 22 are adjusted so that the height positions of the surfaces of the first upper punch 21 and the second upper punch 22 in contact with the material 42 are the same. Further, the amount of rise of the first lower punch 31 and the second lower punch 32 is adjusted so that the height positions of the surfaces of the first lower punch 31 and the second lower punch 32 in contact with the material 42 are the same. As the die 10 is lowered, the first lower punch 31 and the second lower punch 32 are relatively raised. Then, the material 42 is compressed from the two directions of the lower direction and the upper direction by the first upper punch 21, the second upper punch 22, the first lower punch 31, and the second lower punch 32, and the shaft 2 and the material 42 are compressed. Is integrated and molded.
なお、ダイ１０を下降させることしたが、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よい。図７Ａ、図７Ｂ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、後述する成形体４４の形状などを考慮して決定すればよい。 Although the die 10 is lowered, the first lower punch 31 and the second lower punch 32 may be directly raised. In the embodiment based on FIGS. 7A and 7B, the descending distance of the die 10 and the descending distance of the upper core 23 and the lower core 33 may be the same or different. The descending distance of the die 10, the upper core 23 and the lower core 33, the first upper punch 21 and the second upper punch 22, or the ascending distance when the first lower punch 31 and the second lower punch 32 are raised will be described later. It may be determined in consideration of the shape of the molded body 44 and the like.
次に、図７Ｃ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。この際、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。次いで、図７Ｄ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をダイ１０から取り出して、成形処理を終了する。なお、図７Ｃから図７Ｄ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体４４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. 7C, the die 10, the first upper punch 21, the second upper punch 22, the upper core 23, the first lower punch 31, the second lower punch 32, and the lower core 33 are all raised. At this time, the ascending operation is performed until the die 10, the first lower punch 31, and the second lower punch 32 return to the fixed positions. Then, as shown in FIG. 7D, the first upper punch 21, the second upper punch 22, and the upper core 23 are further raised and returned to the fixed positions. After that, the molded body 44 is taken out from the die 10 and the molding process is completed. Instead of the embodiment based on FIGS. 7C to 7D, only the die 10 is lowered to take out the molded body 44 from the die 10, and then the die 10, the first upper punch 21, the second upper punch 22, and the like. The upper core 23, the first lower punch 31, the second lower punch 32, and the lower core 33 may all be operated so as to return to the fixed positions.
取り出された成形体４４は、樹脂が硬化されていないので、取り出した成形体４４に対して、例えば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、形状を有するシャフト一体型ボンド磁石１が得られる。
あるいは２液性の樹脂の場合は、室温でも硬化するが、熱処理により硬化を促進しても良い。
Since the resin of the taken-out molded product 44 is not cured, the taken-out molded product 44 is heat-treated at 200 ° C. for 1 hour to cure the resin. As a result, a shaft-integrated bond magnet 1 having a desired density and shape can be obtained.
Alternatively, in the case of a two-component resin, it cures even at room temperature, but curing may be accelerated by heat treatment.
上述した実施の形態では、ボンド磁石３が磁性粉末と熱硬化性樹脂との混合物（磁性組成物）にて構成されていることとしたが、ボンド磁石３が磁性粉末と嫌気性樹脂とを含有するように構成されてもよい。あるいは、ボンド磁石３が主剤と硬化剤とからなる２液性のエポキシ樹脂と磁性粉末との混合物とからなっていても良い。ボンド磁石３が磁性粉末と嫌気性樹脂とから構成される場合のシャフト一体型ボンド磁石１の製造手順について、以下に簡単に説明する。 In the above-described embodiment, the bond magnet 3 is composed of a mixture (magnetic composition) of a magnetic powder and a thermosetting resin, but the bond magnet 3 contains a magnetic powder and an anaerobic resin. It may be configured to do so. Alternatively, the bond magnet 3 may consist of a mixture of a two-component epoxy resin composed of a main agent and a curing agent and a magnetic powder. The manufacturing procedure of the shaft-integrated bond magnet 1 when the bond magnet 3 is composed of magnetic powder and an anaerobic resin will be briefly described below.
上述したような図５−図７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を作製する。ここで、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（コンパウンド）に代えて、例えばＲ−Ｔ−Ｎ系の磁性粉末を用いることだけ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. 5 to 7 as described above, a molded product formed by integrally compression molding the magnetic powder on the shaft 2 is produced. Here, as the material 42 to be filled in the space 41, for example, an RTN-based magnetic powder is used instead of the mixture (compound) of the magnetic powder and the resin, and the other procedure is different. Is the same as the procedure described above, and thus the description thereof will be omitted.
圧縮成形後の成形体に対して、含浸法を用いて、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、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体に、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を有するシャフト一体型ボンド磁石１を製造する。含侵は、減圧法、加圧法、真空加圧法等の方法を適用すればよい。 The molded product after compression molding is impregnated with a low-viscosity anaerobic resin by an impregnation method and left to stand. After leaving, remove excess anaerobic resin by washing. Here, since it has anaerobic properties, only the anaerobic resin inside and on the surface layer is cured, so that the excess anaerobic resin that has come into contact with the air can be easily and quickly removed by washing. Next, the molded body impregnated with the anaerobic resin is heat-treated at about 150 to 180 ° C. to completely cure the anaerobic resin, and a shaft-integrated type having a bond magnet 3 containing a magnetic powder and the anaerobic resin. The bond magnet 1 is manufactured. For impregnation, a method such as a decompression method, a pressurization method, or a vacuum pressurization method may be applied.
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 such a configuration containing the magnetic powder and the anaerobic resin, it is possible to provide the shaft-integrated bond magnet 1 having a high filling rate of the magnetic powder and a small variation in strength, and it is possible to improve the magnetic characteristics.
シャフトを一体成形したボンド磁石に樹脂を含浸させた際の効果についてさらに説明する。含浸された樹脂はボンド磁石の磁性粉と樹脂の隙間に入り込みボンド磁石の強度を向上させる。さらに含浸された樹脂は磁性粉と樹脂とシャフトの間に入り込み、ボンド磁石成形体とシャフトを強固に結合させるという格別の効果を有している。
シャフトの外周面にローレットを有する場合、シャフト一体成形を行うと、磁性粉と樹脂はローレットの形状に倣い成形されるため、シャフトとボンド磁石は固着される。この状態でも必要十分な強度であるが、更に高い固着性能を要求される場合に樹脂含浸を行うと、含浸された樹脂は、ボンド磁石とシャフトの接着強度を高めるとともに、例えばシャフトのローレット凹部に磁粉と樹脂が入っていない空隙がある場合でも、ボンド磁石とシャフトの隙間に入りこみ(充填され) シャフトとボンド磁石を一体化する効果を発し、さらに高い固着性能を発揮することができる。
またボンド磁石の対候性を高めるとともに、渦電流損失を低減できる可能性を有する。
The effect of impregnating the bond magnet integrally molded with the shaft with the resin will be further described. The impregnated resin enters the gap between the magnetic powder of the bond magnet and the resin to improve the strength of the bond magnet. Further, the impregnated resin enters between the magnetic powder, the resin, and the shaft, and has a special effect of firmly bonding the bonded magnet molded body and the shaft.
When the outer peripheral surface of the shaft has a knurl, when the shaft is integrally molded, the magnetic powder and the resin are molded according to the shape of the knurl, so that the shaft and the bond magnet are fixed. Although the strength is necessary and sufficient even in this state, if resin impregnation is performed when higher fixing performance is required, the impregnated resin enhances the adhesive strength between the bond magnet and the shaft and, for example, in the lorlet recess of the shaft. Even if there is a gap that does not contain magnetic powder and resin, it penetrates (fills) the gap between the bond magnet and the shaft, exerts the effect of integrating the shaft and the bond magnet, and can exhibit even higher fixing performance.
In addition, it has the potential to improve the weather resistance of the bonded magnet and reduce the eddy current loss.
含浸に用いる樹脂は、嫌気性樹脂に限らずエポキシ樹脂も使用可能である。 エポキシ樹脂としては、加熱硬化型、主剤と硬化剤からなる２液性エポキシ樹脂を利用できる。 ２液性であっても、常温硬化のみならず、加熱により硬化を促進しても良い。 The resin used for impregnation is not limited to an anaerobic resin, but an epoxy resin can also be used. As the epoxy resin, a heat-curable type, a two-component epoxy resin composed of a main agent and a curing agent can be used. Even if it is a two-component type, it may be cured not only at room temperature but also by heating.
上述したシャフト一体型ボンド磁石１の製造手順にあって、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よい。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、成形装置の長寿命化を図れる。 In the manufacturing procedure of the shaft-integrated bond magnet 1 described above, the lubricant may be added to the mixture of the magnetic powder and the thermosetting resin, or the material 42 which is only the magnetic powder. By adding such a lubricant, the friction between the material 42 and the die 10 is relieved, and the life of the molding apparatus can be extended.
以下、上述したシャフト一体型ボンド磁石１におけるボンド磁石３とシャフト２との結合強度について説明する。 Hereinafter, the bond strength between the bond magnet 3 and the shaft 2 in the shaft-integrated bond magnet 1 described above will be described.
前述したように、シャフト２の中央部の周面には、周方向に沿って延在する２つ溝部、第１溝部２ｄ、第２溝部２ｅが形成されており、かつ中央部２ａの周面及び第１溝部及び第２溝部のシャフト端部側の周面にはローレットが形成されている。 As described above, two groove portions, a first groove portion 2d, and a second groove portion 2e extending along the circumferential direction are formed on the peripheral surface of the central portion of the shaft 2, and the peripheral surface of the central portion 2a. A knurl is formed on the peripheral surfaces of the first groove portion and the second groove portion on the shaft end side.
図８Ａは、上述したシャフト一体型ボンド磁石１の製造方法における成形体４４の上側金型２０及び下側金型３０内／外での形状を示す断面図であり、図８Ａは金型内での形状、図８Ｂは金型外での形状を示している。第１溝部２ｄの断面形状は、矩形状である。 FIG. 8A is a cross-sectional view showing the shapes of the molded body 44 inside / outside the upper mold 20 and the lower mold 30 in the method for manufacturing the shaft-integrated bond magnet 1 described above, and FIG. 8A is a cross-sectional view inside the mold. 8B shows the shape outside the mold. The cross-sectional shape of the first groove portion 2d is rectangular.
成形体４４が金型から取り外される際に、磁性粉末及び樹脂の混合物である材料４２のシャフト２に対するスプリングバックにより発生する応力（図８Ｂの矢符参照）により、溝部２ｄ及び溝部２ｅにて材料４２とシャフト２との強力な結合が実現される。この結果、軸方向におけるボンド磁石３及びシャフト２の結合強度は高くなり、シャフト一体型ボンド磁石１にあって、ボンド磁石３がシャフト２に対して軸方向に移動するような不具合は生じない。このように、溝部２ｄの形成が、スラスト力対策となっている。 When the molded body 44 is removed from the mold, the stress generated by the springback of the material 42, which is a mixture of magnetic powder and resin, with respect to the shaft 2 (see the arrow in FIG. 8B) causes the material in the groove 2d and the groove 2e. A strong bond between the 42 and the shaft 2 is realized. As a result, the bonding strength between the bond magnet 3 and the shaft 2 in the axial direction is increased, and the shaft-integrated bond magnet 1 does not have a problem that the bond magnet 3 moves in the axial direction with respect to the shaft 2. As described above, the formation of the groove portion 2d is a measure against the thrust force.
また同様に、綾目ローレットの凹凸とボンド磁石との強力な結合が実現される。 この結果、周方向におけるボンド磁石３及びシャフト２の結合強度は高くなり、シャフト一体型ボンド磁石１にあって、ボンド磁石３がシャフト２に対して相対的に回転するような不具合は生じない。このように綾目ローレットの形成は、スリップトルク対策となっている。
さらにローレットを綾目形成していることから、軸方向のスラスト力対策にも貢献している。
Similarly, a strong bond between the unevenness of the knurled knurl and the bond magnet is realized. As a result, the coupling strength between the bond magnet 3 and the shaft 2 in the circumferential direction is increased, and the shaft-integrated bond magnet 1 does not have a problem that the bond magnet 3 rotates relative to the shaft 2. In this way, the formation of the twill knurling is a measure against slip torque.
Furthermore, since the knurls are twilled, it also contributes to measures against thrust in the axial direction.
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態のシャフト一体型ボンド磁石に用いるシャフトの形状を示す平面図である。
ローレットを平目としたほかは、第１の実施形態と製造方法および作用効果はほぼ同じであり、詳細については割愛する。
第２の実施形態にかかるシャフト一体型ボンド磁石の製造方法は第１の実施形態と同じであるので詳細は割愛する。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a plan view showing the shape of the shaft used in the shaft-integrated bond magnet of the second embodiment.
The production method and action / effect are almost the same as those of the first embodiment except that the knurling is flatfish, and the details are omitted.
Since the method for manufacturing the shaft-integrated bond magnet according to the second embodiment is the same as that in the first embodiment, details are omitted.
(第３の実施形態)
図１０のＡ、Ｂは本発明のシャフト一体型ボンド磁石に用いるシャフトの形状を示す平面図である。
周面に溝部を持たず、シャフト中央部（５ａ、６ａ）に、平目ローレット(図１０、Ａ)または綾目ローレットが(図１０、Ｂ)が施されている。
周面に溝部を有しないため、これらのシャフトを用いてシャフト一体成形により、ボンド磁石を成形した場合には、実施の形態１、実施の形態２に比較して若干のスラスト方向の強度が低下するおそれがあるが、回転子として用いる場合で、スラスト方向の力があまりかからない用途については有効である。さらにシャフトの太さが一定なので、応力集中する部分が無く、高速回転した場合の強度低下が少ないという利点を有する。
スラスト方向の力がかからない用途の場合、本実施形態のシャフトを用いシャフト一体成形を行った後に、含浸処理を行うと、高速回転に非常に適したシャフト一体型ボンド磁石を得ることができる。
第３の実施形態にかかるシャフト一体型ボンド磁石及び製造方法は、第１の実施形態と同じであるので詳細は割愛する。
(Third embodiment)
A and B of FIG. 10 are plan views showing the shape of the shaft used in the shaft-integrated bond magnet of the present invention.
The peripheral surface does not have a groove, and a flatfish knurl (FIG. 10, A) or a twill knurl (FIG. 10, B) is provided at the center of the shaft (5a, 6a).
Since there is no groove on the peripheral surface, when the bond magnet is formed by integrally molding the shaft using these shafts, the strength in the thrust direction is slightly reduced as compared with the first and second embodiments. However, it is effective for applications where a force in the thrust direction is not so much applied when used as a rotor. Further, since the thickness of the shaft is constant, there is no portion where stress is concentrated, and there is an advantage that the strength does not decrease when rotating at high speed.
In the case of an application in which a force in the thrust direction is not applied, a shaft-integrated bond magnet very suitable for high-speed rotation can be obtained by performing an impregnation treatment after performing shaft integral molding using the shaft of the present embodiment.
Since the shaft-integrated bond magnet and the manufacturing method according to the third embodiment are the same as those in the first embodiment, details are omitted.
図１２は第３の実施形態において、図１０Ｂに示す綾目ローレットの綾目の角度を変えた場合である。ここで綾目ローレットの綾目の角度とは、シャフトの軸線と同じ方向の線(基準線)をシャフト表面に描画した場合に、その基準線に対する綾目を形成する凸部の傾斜角度とする。
図１２は図１０Ｂのローレット部分６ａの拡大図である。図１２Ａ（６ａ）は傾斜角度４５度、図１２Ｂ（６ｄ）は傾斜角度２２．５度、図１２Ｃ（６ｅ）は傾斜角度１０度の場合を示した。
FIG. 12 shows a case where the angle of the twill of the twill knurl shown in FIG. 10B is changed in the third embodiment. Here, the twill angle of the twill knurl is the inclination angle of the convex portion forming the twill with respect to the reference line when a line (reference line) in the same direction as the shaft axis is drawn on the shaft surface. ..
FIG. 12 is an enlarged view of the knurled portion 6a of FIG. 10B. 12A (6a) shows a case where the tilt angle is 45 degrees, FIG. 12B (6d) shows a case where the tilt angle is 22.5 degrees, and FIG. 12C (6e) shows a case where the tilt angle is 10 degrees.
高い成形圧力でシャフト一体型ボンド磁石を成形する場合、ローレットの傾斜角度が小さくなるにつれて、シャフトとボンド磁石を一体成形する際に、磁性粉末と樹脂の混合物が傾斜角度が大きい場合に比べてスムーズにローレットの凹部に入り、圧縮成形時の磁性粉末と樹脂の混合物とシャフトの間の抵抗を低減し、成形されたボンド磁石に発生するクラック等を低減できる。綾目ローレットの傾斜角度は、必要なシャフト一体型ボンド磁石の仕様に合わせ適宜設定すればよいが、綾目ローレットの傾斜角度は１０度以上４５度以下が望ましい。１０度以上２２．５度以下がさらに望ましく。１０度が最も望ましい。 When molding a shaft-integrated bond magnet with a high molding pressure, as the tilt angle of the lauret becomes smaller, the mixture of magnetic powder and resin becomes smoother when integrally molding the shaft and the bond magnet than when the tilt angle is large. It can enter the recess of the lorlet to reduce the resistance between the mixture of magnetic powder and resin and the shaft during compression molding, and reduce cracks and the like generated in the molded bond magnet. The tilt angle of the knurled knurl may be appropriately set according to the specifications of the required shaft-integrated bond magnet, but the tilt angle of the knurled knurl is preferably 10 degrees or more and 45 degrees or less. More preferably 10 degrees or more and 22.5 degrees or less. 10 degrees is the most desirable.
綾目ローレットのローレット深さ（ローレットの凹部と凸部の距離：後述する図１１Ｂのローレット山部７ｅとローレット谷部７ｆの距離）は５０μｍ以上２００μｍ以下が望ましい。ローレット深さが深くなるにつれて、回転方向及びスラスト方向の強度は大きくなるので、望ましい。ローレット深さが浅くなると、シャフトとボンド磁石を一体成形する際に、磁性粉末と樹脂の混合物がローレット深さが深い場合に比べてスムーズにローレットの凹部に入り、圧縮成形時の磁性粉末と樹脂の混合物とシャフトの間の抵抗を低減し、成形されたボンド磁石に発生するクラック等を低減できる。ローレット深さ５０μｍ以上２００μｍ以下で回転方向及びスラスト方向の強度を高くできるとともに、クラック等の発生を抑制できる。 The knurling depth of the knurled knurl (distance between the concave portion and the convex portion of the knurl: the distance between the knurled peak portion 7e and the knurled valley portion 7f in FIG. 11B, which will be described later) is preferably 50 μm or more and 200 μm or less. As the knurling depth increases, the strength in the rotation direction and the thrust direction increases, which is desirable. When the lorette depth is shallow, when the shaft and the bond magnet are integrally molded, the mixture of magnetic powder and resin enters the lorlet recess more smoothly than when the lorlet depth is deep, and the magnetic powder and resin during compression molding. The resistance between the mixture and the shaft can be reduced, and cracks and the like generated in the formed bond magnet can be reduced. When the knurling depth is 50 μm or more and 200 μm or less, the strength in the rotation direction and the thrust direction can be increased, and the occurrence of cracks and the like can be suppressed.
綾目ローレットのローレット深さは、必要なシャフト一体型ボンド磁石の仕様及びローレット角度も考慮し適宜設定すればよい。 The knurling depth of the knurled knurl may be appropriately set in consideration of the required specifications of the shaft-integrated bond magnet and the knurling angle.
(第４の実施形態)
図１１は本発明のシャフト一体型ボンド磁石に用いるシャフトの形状を示す平面図である。
周面に溝部を持たず、シャフト中央部（７ｄ）に、平目ローレット形成されている。
図１１に示すシャフトは図１０Ａに示すシャフトと同様に平目ローレットが形成されているが、図１０Ａに示す平目ローレットとの違いは、ローレットの端部にテーパーが形成されていることである。図１１の丸で示したローレットの端部Ａの拡大図を図１１のＢに示した。
ここで７ｅはローレット山部、７ｆはローレット谷部、７ｇはローレットの表面からローレットの谷部７ｆまでの傾斜（テーパー）面を示す。
特に高い成形圧力で成形する場合、ローレットの端部をテーパーとすることで、シャフトとボンド磁石を一体成形する際に、磁性粉末と樹脂の混合物がテーパーの無い場合に比べてスムーズにローレットの凹部に入り、圧縮成形時の磁性粉末と樹脂の混合物とシャフトの間の抵抗を低減し、成形されたボンド磁石に発生するクラック等を低減できる。
綾目ローレットの端部にテーパーを有していても良い、平目ローレットと同様にシャフトとボンド磁石を一体成形する際に、磁性粉末と樹脂の混合物がテーパーの無い場合に比べてスムーズにローレットの凹部に入り、圧縮成形時の磁性粉末と樹脂の混合物とシャフトの間の抵抗を低減し、成形されたボンド磁石に発生するクラック等を低減できる。
(Fourth Embodiment)
FIG. 11 is a plan view showing the shape of the shaft used in the shaft-integrated bond magnet of the present invention.
It does not have a groove on the peripheral surface, and a flatfish knurl is formed at the center of the shaft (7d).
The shaft shown in FIG. 11 has a flatfish knurl formed like the shaft shown in FIG. 10A, but the difference from the flatfish knurl shown in FIG. 10A is that a taper is formed at the end of the knurl. An enlarged view of the end A of the knurl indicated by the circle in FIG. 11 is shown in B of FIG.
Here, 7e indicates a knurled peak, 7f indicates a knurled valley, and 7g indicates an inclined (tapered) surface from the surface of the knurl to the knurled valley 7f.
When molding with a particularly high molding pressure, by tapering the end of the lorette, when integrally molding the shaft and the bond magnet, the concave part of the lorlet is smoother than when the mixture of magnetic powder and resin does not have a taper. It is possible to reduce the resistance between the mixture of the magnetic powder and the resin and the shaft during compression molding, and reduce cracks and the like generated in the molded bond magnet.
The knurled knurl may have a taper at the end. Similar to the flat knurl, when the shaft and the bond magnet are integrally molded, the mixture of magnetic powder and resin is smoother than when there is no taper. It can enter the recess, reduce the resistance between the mixture of magnetic powder and resin and the shaft during compression molding, and reduce cracks and the like generated in the molded bond magnet.
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 should be considered in all respects as exemplary and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
１ シャフト一体型ボンド磁石
２、４、５、６ 、７シャフト
２ａ、４ａ、５ａ、６ａ、６ｄ、６ｅ、７ａ 中央部
２ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ 一端部
２ｃ、４ｃ、５ｃ、６ｃ、７ｃ 他端部
２ｄ、４ｄ 第１溝部
２ｅ、４ｅ 第２溝部
３ ボンド磁石
７ｅ ローレット山部
７ｆ ローレット谷部
７ｇ テーパー
１０ ダイ
２０、６０ 上側金型
３０ 下側金型
４２ 材料
４４ 成形体
1 Shaft-integrated bond magnets 2, 4, 5, 6, 7 Shafts 2a, 4a, 5a, 6a, 6d, 6e, 7a Central part 2b, 4b, 5b, 6b, 7b One end 2c, 4c, 5c, 6c, 7c Other end 2d, 4d 1st groove 2e, 4e 2nd groove 3 Bond magnet 7e Knurled peak 7f Knurled valley 7g Taper 10 Die 20, 60 Upper mold 30 Lower mold 42 Material 44 Mold
Claims (14)
前記シャフトの軸長方向の中央部の周面にローレットが形成されてい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 peripheral surface of a cylindrical shaft,
A shaft-integrated bond magnet characterized in that a knurl is formed on the peripheral surface of the central portion of the shaft in the axial length direction.
前記シャフトの前記中央部の全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シャフト一体型ボンド磁石を成形する方法において、
円筒状のダイと、該ダイに上方向から挿通可能であって、円筒状の第１上パンチ、該第１上パンチに挿通可能な第２上パンチ、及び該第２上パンチに挿通可能な円柱状の上コアからなる上側金型と、前記ダイに下方向から挿通可能であって、円筒状の第１下パンチ、該第１下パンチに挿通可能な第２下パンチ、及び該第２下パンチに挿通可能な円柱状の下コアからなる下側金型とを用いており、
前記第１下パンチを下降させて前記第２下パンチと前記ダイとの間に空間を形成する工程と、
前記空間内に磁性粉末と樹脂との混合物を充填する工程と、
前記下コアを下降させて前記第２下パンチの内部を開放し、シャフトの一端部を挿入する工程と、
前記第２下パンチ及び下コアを下降させて、前記シャフトの中央部及び両端部の一部を前記材料中に埋没させる工程と、
前記上コア及び下コアにて前記シャフトを挟持しながら、前記第１上パンチ及び第２上パンチと前記第１下パンチ及び第２下パンチにて前記混合物を圧縮成形して成形体を作製するとともに、
前記混合物及び前記シャフトを一体化する工程と、
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。 On a columnar shaft with knurls formed on the peripheral surface of the central part in the axial length direction,
In a method of forming a shaft-integrated bond magnet in which a cylindrical bond magnet is integrally provided so as to cover the entire area of the central portion of the shaft.
A cylindrical die and a cylindrical first upper punch that can be inserted into the die from above, a second upper punch that can be inserted into the first upper punch, and a second upper punch that can be inserted into the second upper punch. An upper mold composed of a cylindrical upper core, a first lower punch that can be inserted into the die from below and has a cylindrical shape, a second lower punch that can be inserted into the first lower punch, and the second punch. It uses a lower mold consisting of a cylindrical lower core that can be inserted into the lower punch.
A step of lowering the first lower punch to form a space between the second lower punch and the die,
The step of filling the space with a mixture of magnetic powder and resin,
A step of lowering the lower core to open the inside of the second lower punch and inserting one end of the shaft.
A step of lowering the second lower punch and the lower core to bury a part of the central portion and both end portions of the shaft in the material.
While sandwiching the shaft between the upper core and the lower core, the mixture is compression-molded by the first upper punch and the second upper punch and the first lower punch and the second lower punch to prepare a molded product. With
The step of integrating the mixture and the shaft,
A method for manufacturing a shaft-integrated bond magnet, which comprises.
The shaft-integrated bond according to any one of claims 9 to 13, further comprising a step of impregnating the molded body with the resin after the step of integrating the mixture and the shaft by an impregnation method. How to make a magnet.
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