JPH0318252A - 磁石の一体成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、例えば磁石発電機等に用いられる部材を得
るために、筒状の磁石の内側に樹脂を圧入して磁石と樹
脂とを一体成形する方法に関するものである。

［従来の技術］ 磁石は、発電機．音響機器，通信機器，計測機等種々の
分野で多用されているが、例えば励磁手段として永久磁
石を用いた磁石発電機等においては、筒状の磁石の内側
に樹脂を充填し中心部にモータシャフトを貫通させた状
態で一体成形する必要がある。

従来、磁石と樹脂との一休成形は、第５図（要部断面図
）に示されるような装置を用いた射出形成によって行な
われている。図において、筒状の磁石１０１は金型１０
２，１０３の間に形成されたキャビティ内に装入されて
おり（図示されていないが、必要に応じてシャフト等も
配置される）金型１０２，１０３は取付け板１０８ａ，
１０８ｂによって開放可能に扶持されている。取付け板
１　０８ｂの開口部には樹脂１１０を射出ずるための射
出ノズル１０９が嵌合されており、射出ノズル１０９と
キャビティは金型１０３に設けられた透孔によって連通
されている。このような装置において、加熱溶融された
熱可塑性樹脂１１０を射出ノズル１０９から射出すると
、磁石１０１の内側に短時間に密に樹脂が充填され、樹
脂１１０が冷却されて固化すれば磁石１０１に挿入して
おいたシャフト（図示せず）等も樹脂１１０とともに磁
石に対して一体に固定される。

［発明が解決しようとする課題コ しかし、上記のような従来の方法においては、Ｓｍ（サ
マリウム）一Ｃｏ（コバルト）磁石，プラスチック磁石
等のように伸びがほとんどなく、圧縮応力には強いが引
っ張り応力には弱い磁石を樹脂と一体成形する場合に、
金型と磁石外周面の間に隙間があると（Ｍ間を極力小さ
くしようとすると誤差によって金型キャビティの内径が
磁石外径より小さくなることがあり磁石の出入れができ
なくなってしまう）樹脂を射出する際の圧力によって磁
石に引っ張り応力が働いて磁石に割れが発生するという
問題があった。また、射出条件を変更して磁石に働く応
力が小さくなるようにすると、樹脂が固化した際に別脂
と磁石の間に緩みが生じてしまうという不都合もあった
。

［課題を解決するための手段］ 本発明においては、金型内に装入した筒状の磁石の内側
に樹脂を圧入して磁石と樹脂を一体に成形するにあたっ
て、樹脂を圧入する工程において前記磁石に対して周方
向に圧縮応力を付与することによって、上記の課題を達
成している。

圧縮応力を付与する方法としては、例えば磁石挿入部分
が周方向に伸縮可能な金型や磁石挿入部分の周方向が複
数に分割された割型を用い、樹脂の圧入時に金型（割型
）を周方向に締めっける方法がある。

また、金型と磁石の外周面の間に弾性部材を介在させ、
この弾性部材を磁石の軸方向に加圧することによって磁
石に圧縮応力を付与する方法もある。

なお、本発明において「樹脂の圧入の際に圧縮応力を付
与する」とは、樹脂の圧入によって磁石の内側から外側
に圧力が加わる前に予め磁石に対して外側から内側に向
う力（圧縮応力）を付与しておく場合と、樹脂の圧入に
よって磁石の内側から外側に加わる圧力の反作用として
外側から内側に向う力（圧縮応力）が付与される場合の
両方を含むものである。

［作用］ 本発明において、樹脂が圧入される前に予め磁石に対し
て周方向の圧縮応力を付与しておけば（この種の磁石は
前述したように圧縮応力に対しては比較的高い強度を有
する）、この圧縮応力が樹脂を圧入する際に磁石の周壁
に対して内側から外側に向けて加わる圧力を打ち消すよ
うに働く。

付与する圧縮応力を樹脂の圧入の際に磁石に加わる力よ
り幾分大きくなるようにしておけば、圧入工程において
磁石に引っ張り応力が働いて磁石が破損することがない
。

このような圧縮応力を付与するためには、磁石装入部分
の内径が伸縮可能な金型や割型を用いて磁石装入後に装
入部分の内径が磁石の外径より僅かに小さくなる状態で
保持すれば良い。この他、装入部分の内径が磁石の外径
より大きい金型を用いて磁石と金型の間に弾性部材を配
置し、この弾性部材を磁石軸方向に圧縮すれば弾性体は
磁石半径方向に膨張し、これにより磁石に圧縮応力が働
く。

また、必ずしも予め磁石に圧縮応力を付与しておかなく
とも、樹脂の圧入の際に磁石の外周面が剛体に当接して
いるか、もしくは磁石に割れが生じる程の引っ張り応力
が働く前に（極く僅かに磁石の外径が拡大した状態で）
外周面が剛体に当接するようにすれば、樹脂圧入時に磁
石に加わる圧力の反作用として磁石に対して圧縮応力が
働く。

磁石装入部分の内径が伸縮可能な金型や割型を用いれば
、磁石の出入れに支障をきたすことなく金型と磁石外周
面の間の隙間を殆どなくすことができ、磁石に割れが生
じる前に磁石に対して圧縮応力が付与されることになる
。

［実施例］ 実施例：１ 第１図及び第２図は本発明の第１実施例を説明するため
の概念図及び断面図である。本実施例においては、磁石
１として外径２５．７＋＋ｌＩｎφ×内径２３．７ｍｍ
φ×高さ２０ＩＩｌｍのＮｄ（ネオジウム）　一Ｆｅ（
鉄）一Ｂ（ホウ素）合金溶湯急冷粉フェノール系プラス
チック磁石を用いた。

金型（第１図では磁石装入部２ａのみを示す）には、外
周面に所定の傾斜を設けた筒体（内径は軸方向の位置に
よらず等しい）であって、両端の開口部から周方向と直
交する方向に他端の開口部に到達しない深さのスリット
４ａを交互に形成したコレットチャック４を装着してお
いた。このコレットチャック４はスリット４ａが開いた
状態では内径が磁石１の外形より大きく、スリット４ａ
が完全に閉塞した状態で内径が２５．６ｍｍφ（　＜　
２３．７ｍｍφ：磁石１外径）となるように設計されて
いる。

このようなコレットチャック４が装着された金型内に磁
石１とモータシャフト（４ｍｍφＸ　４５ｍｍ）を装入
し（この際スリット４ａは開いた状態であるので装入は
容易）が閉塞されていない状態ではコレットチャックの
内径は磁石の外形より大きいので装入は容易）、シかる
後、金型とコレットチャック４の間の隙間に、コレット
チャック４の外形と対応した形状の透孔が穿設された締
めつけリング５をコレットチャック４外周面の傾斜を利
用して第２図の断面図に示されるように嵌め込んだ。こ
れにより、コレットチャック４のスリット４ａは完全に
閉塞した状態となり、磁石１はコレットチャック４を介
して締めっけリング５によって圧縮応力が付与されるこ
とになる。

このようにして磁石１をモーターシャフト６と共に金型
内に配置した後、第５図で説明したような装置を用いて
、ポリブチレンテレフタレート樹脂１０（ポリプラスチ
ック社製．商品名　ジュラネックス３３００　．以下Ｐ
ＢＴ樹脂と略称する）を射出温度２５０℃．射出圧力５
０ｋｇｆ／ｃｍ２で金型の蓋３に設けられた透孔から磁
石１の内側に射出した。

その結果、磁石１には割れが全く発生せずに成形できた
。また而して得られた成形品について２０℃×３０分→
室温×３０分→１００℃×３０分→室温Ｘ３０分の冷熱
サイクルを５サイクル行なった後、磁石１とＰＢＴ樹層
脂１０の周方向の接合強度（ずるけ強度）を測定したと
ころｌｏｋｇｃｍ以上のトルク強度が得られた。

実施例　２ 第２図は本発明の第２実施例を説明するための断面図で
ある。

本実施例においては、実施例１と同じプラスチック磁石
（磁石１）を用い、金型２の磁石装入部の内径を磁石１
の外径より所定量大きくしておいた。そして、金型２内
に磁石１及びモーターシャフト５（４ｍｍφｘ　４５ｍ
＋ｎ）を装入し、磁石１外周面と金型２の間に両者の間
の間隙とほぼ同じ厚さのゴムリング７（弾性部材）を配
置した。このゴムリング７は金型のＭ３を閉じた状態で
蓋３に突設させたゴムリング押え３ｂによって磁石１の
軸方向に加圧され、これによって弾性変形（磁石半径方
向に膨張）して磁石１に対して圧縮応力を付与する。

このような状態で、実施例１の場合と同様にしてＰＢＴ
樹脂１０（ポリプラスチック社製，商品名　ジュラネッ
クス３３００）を射出温度２５０℃，射出圧力５０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２で蓋３に設けられた透孔から射出した。その
結果、磁石１には全く割れを生しさせないで磁石１とＰ
ＢＴ樹脂１０との一体成形を行なうことができた。

実施例：３ 第４図ａ，ｂは本発明の第３実施例を説明するための斜
視図である。本実施例においては、実施例１及び２と同
様な磁石１を用い、金型として磁石１の装入部分が２等
分された割型２ｂ，２ｃ（型板２ｄ）を用いた。この割
型２ｂ，２ｃは両割型を当接させた状態で磁石装入部の
内径が磁石１の外径と等しいか僅かに小さくなるように
設計されている。

このような割型２ｂ，２ｃを第４図ａのように間に磁石
１を挾んだ状態で分割面を向きあわせて対向させ、割型
２ｂ，２ｃに対して分割面と直交する方向に加圧するこ
とによって磁石装入部に磁石１を嵌合し、第４図ｂの如
く型板１上に両割型２ｂ，２ｃを分割面が当接した状態
に組み立てた。

しかる後、割型２ｂ，２ｃに対して分割面と直交する方
向に油圧あるいは機械的に圧力を加えた状態で第５図に
示されるような装置を用いて実施例１及び２と同様な条
件で樹脂を射出して射出成形をおこなった。その結果磁
石１には全く割れが生じない状態で別脂と一休成形を行
なうことかできた。

なお、上記の実施例１．２では磁石内にモーターシャフ
トを装入しているが、このようなシャフトは用途に応じ
て適宜配置されるものであることは言うまでもなく、磁
石の形状も必ずしも円筒形でなくとも良い。

また、上記の実施例においては何れも射出成形を行なっ
たが、本発明は射出成形以外にも筒状の磁石に内側から
外側に圧力が加わるような樹脂の圧入が行なわれる場合
（例えば押出し成形）に適用される。使用する樹脂もＰ
ＢＴ樹脂に限らす、用途に応じて適宜選択されるもので
ある。

［発明の効果コ 以上のように本発明においては、磁石に対して周方向に
圧縮応力が付与された状態で筒状の磁石の内側に樹脂を
圧入するので、圧入の際の圧力によって磁石に引っ張り
応力が働いて磁石に割れが発生することがない。このた
め、木発明の方法によれば筒状磁石と樹脂の一体成形を
歩留良く行な？ことができる。

また、磁石の割れを防止するために圧入条件を変更する
必要がないので、相脂と磁石間の十分な接合強度を確保
することができ、樹脂と磁石の間に緩みが生じるのを防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の第１実施例を説明
するための概念図及び断面図、第３図は本発明の第２実
施例を説明するための断面図、第４図ａ，ｂはそれぞれ
本発明の第３実施例を■説明するための斜視図、第５図
は射出成形装置の要部断面図である。 ［主要部分の符号の説明］ １・・・・・・・・・・・・・・・磁石２・・・・・・
・・・・・・・・・金型２ｂ．２ｃ・・・割型 ２ｄ・・・・・・・・・・・・型板 ３・・・・・・・・・・・・・・・金型の蓋３ｂ・・・
・・・・・・・・・ゴムリング押え４・・・・・・・・
・・・・・・・コレットヂャック１１ ５・・・・・・・・・・・・・・・締めつけリング６・
・・・・・・・・・・・・・・モーターシャフト７・・
・・・・・・・・・・・・・ゴムリング１２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金型内に装入した筒状の磁石の内側に樹脂を圧入して磁
   石と樹脂を一体に成形する磁石の一体成形方法において
   、前記樹脂を圧入する際に前記磁石に対して周方向に圧
   縮応力を付与することを特徴とする磁石の一体成形方法
   。