JPH0576159A - 円筒ラジアル異方性磁石ロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 寸法精度や磁気特性のばらつきなしに、高生
産性に円筒ラジアル異方性磁石ロータを製造する。 【構成】 一対の環状磁極対８，９とをそなえる押出し
成形機を用い、この押出し成形機に強磁性の長尺材２を
連続的に導入して、該長尺材２に上記環状磁極対８から
ラジアル磁場を印加しながら、ヘッド部５にて該長尺材
２に向けて合成樹脂磁石用組成物を押出して円筒状に被
成することで円筒状の合成樹脂磁石用組成物をラジアル
配向にした後、直ちに固化し、その後ロータ厚みに相当
する長さごとに軸と直交する断面に沿って切断し、次い
で軸心にシャフトを固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、小型精密モータ等の
ロータとして用いられる円筒ラジアル異方性磁石ロータ
の製造方法に関し、特に磁気特性、寸法精度が良好な磁
石ロータを生産性良く製造できる方法を提案しようとす
るものである。

【０００２】ところでラジアル異方性とは、一般に円板
状の磁石において、磁粉の配向が板面においてラジアル
方向をなしている状態をいうが、この明細書で以下述べ
るロータの円筒状の磁石においてラジアル異方性とは、
軸と直交する断面においてラジアル配向をなしている状
態をいう。

【０００３】

【従来の技術】円筒ラジアル異方性磁石ロータは、一般
に円筒ラジアル異方性磁石とシャフトとを用意して、こ
の円筒ラジアル異方性磁石の軸心にシャフトを固着させ
ることにより作製している。ここに円筒ラジアル異方性
磁石は、従来、磁場中の射出成形、又は磁場中の圧縮成
形により製造されていた。しかしながらこれらの製造方
法では、単位時間あたりの生産性が高いとは言えず、よ
り生産性を高めることが望まれていた。そこでキャビテ
ィを複数個そなえる、多数個取り金型を用いて成形１回
あたりの生産個数を増大させる手法の他、射出成形サイ
クルの短縮化が試みられたが、いずれも製品特性の劣化
や形状寸法のばらつきが生じてしまう問題が発生し、十
分な生産性の改善はできなかった。例えば多数個取り金
型を用いた場合には、各キャビティの寸法を均一化する
ことが困難でありまたキャビティと磁場回路との位置関
係によりキャビティごとの磁場強度が異なることから、
製品寸法また磁気特性のばらつきが生じていた。したが
って射出成形でも、取り個数と射出サイクルとの組み合
わせで、１分間に12〜16個生産するのが限度であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来行われてきた射出
成形法又は圧縮成形法とは異なる新規な方法により円筒
ラジアル異方性磁石を製造することで、寸法精度や磁気
特性のばらつきなしに、高生産性に円筒ラジアル異方性
磁石ロータを有利に製造できる方法を提案することがこ
の発明の目的である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】発明者らは、円筒ラジア
ル異方性磁石ロータの生産性を向上させるために該磁石
の製造方法に関して種々検討を重ねた結果、磁場を印加
した押出し成形によって長尺の円筒ラジアル異方性磁石
を作製し、この長尺な磁石を所定の寸法に切断すること
によって、寸法精度、磁気特性の劣化なしに生産性良く
円筒ラジアル異方性磁石を得ることができることを見出
したのである。

【０００６】上記の知見に立脚するこの発明は、円筒ラ
ジアル異方性磁石ロータを製造するに際し、心材となる
強磁性の長尺材に向けて合成樹脂磁石用組成物を押出す
べきヘッド部と、このヘッド部を挟んで長尺材に沿う近
接配置になり長尺材を貫通させて磁場を印加可能な少な
くとも一対の環状磁極対とをそなえる押出し成形機を用
い、この押出し成形機に上記強磁性の長尺材を連続的に
導入して、該長尺材に上記環状磁極対からラジアル磁場
を印加しながら、上記ヘッド部にて該長尺材に向けて合
成樹脂磁石用組成物を押出して円筒状に被成することで
円筒状の合成樹脂磁石用組成物をラジアル配向にした
後、直ちに固化し、その後ロータ厚みに相当する長さご
とに軸と直交する断面に沿って切断し、次いで軸心にシ
ャフトを固着することを特徴とする円筒ラジアル異方性
磁石ロータの製造方法である。

【０００７】

【作用】この発明では、磁場を印加した押出し成形によ
って長尺の円筒ラジアル異方性磁石を作製し、この長尺
な磁石を切断して所定の寸法の磁石を得るという生産効
率の高い手法を用いることにより、軸と直交する断面の
形状（特に外径）の寸法精度が維持され、また全体にわ
たって均一に磁場が印加されるから、磁気特性の劣化も
なく、高い生産性で磁石ロータを製造することができる
のである。

【０００８】かかるロータ用磁石の素材となる合成樹脂
磁石用組成物は、特に限定されるものではなく、既知の
ペレット、その他が使用できる。

【０００９】磁粉としては、代表例として挙げるストロ
ンチウム系又はバリウム系のマグネトプランバイト型フ
ェライト磁粉、サマリウム−コバルト系磁粉、ネオジム
−鉄を主成分とする磁粉、アルミニウム−ニッケル−コ
バルト系磁粉の他、一般に磁気異方性を有する磁粉であ
れば使用可能である。

【００１０】バインダーとしては、バインダー材として
既知の熱可塑性組成物又は熱硬化性組成物が使用できる
が、押出し温度での形状を常温でも維持することができ
る非結晶性の組成物が望ましい。例示すると、熱可塑性
組成物として硬質塩化ビニル、軟質塩化ビニル、塩素化
ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ＳＢＲ等
のゴム等、また熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂等である。この他、ポリアミド、ＰＰＳ、Ｐ
ＥＥＫ等の結晶性樹脂であってもポリマーブレンドその
他の方法で非結晶性に改質して押出し適性を向上させて
使用してもよい。この他、可塑剤、抗酸化剤を配合させ
てもよい。

【００１１】この発明で心材は、磁粉を配向させるため
の磁気回路の一部として使用するために、強磁性体であ
ることが必須である。また製品としてのロータにおいて
は、強磁性体の心材がバックヨークとして作用するので
有利である。強磁性体の心材としては、既知の材料が使
用できる。例えば各種鉄系の強磁性体、その他がある。
心材の形状としては、パイプ状、中実棒状の何れであっ
てもよい。

【００１２】製造の際に用いる押出し成形機の一例を、
平面図で図１に示す。図中１はラジアル異方性磁石、２
は強磁性体の心材、３は原料ペレットを投入するホッパ
ー口、４は投入された原料ペレットを加熱しスクリュー
により攪拌、加圧する加熱シリンダ部、５は攪拌、加圧
された原料ペレット（合成樹脂磁石用組成物）を心材２
へ向けて押出すヘッド部、６は磁気回路用のリターンヨ
ーク、７は励磁用のコイル、８は円筒状に被成した合成
樹脂磁石用組成物にラジアル配向磁場を形成させるため
の環状磁極、９は強磁性体の心材に磁場を形成させるた
めの環状磁極である。

【００１３】かかる押出し成形機では、図２に示すよう
に、長尺材を貫通させて磁場を印加可能な少なくとも一
対の環状磁極対８、９をヘッド部５を挟んで心材（長尺
材）２に沿って配置している。環状磁極対８、９はいず
れもリターンヨーク６と連なる一方、心材２を貫通させ
ている。コイル７で励磁し、心材２、環状磁極対８、リ
ターンヨーク６及び環状磁極対９で図中矢印で磁力線の
方向を示すように、磁気回路を形成させる。なお図中の
環状磁極対８′、９′及びリターンヨーク６′は必要に
応じて省略してもよい。また図中の磁力線の方向が逆向
きでも良い。

【００１４】押出し成形機のその他の構成部分について
は、一般的に用いられるものが使用できる。例えばスク
リューについては、単軸、同方向２軸及び異方向２軸の
何れもが使用でき、吐出量をできる限り一定に保つ深溝
タイプのスクリューが望ましい。

【００１５】この磁気回路の特徴は、強磁性体の心材２
を磁路に利用することである。押出し成形機内へ連続的
に導入される心材２に環状磁極８からラジアル磁場を発
生させつつ、ヘッド部５にて心材２へ向けて合成樹脂磁
石用組成物を押出して円筒状に被成することで円筒状の
合成樹脂磁石用組成物を長さ方向にわたってラジアル配
向にした後、固化して心材付き長尺円筒ラジアル異方性
磁石を作製するのである。

【００１６】この点、図３に示す射出成形、また圧縮成
形においてキャビティを多数個そなえると場合には、全
てのキャビティが満足できる磁気特性を得るとは限ら
ず、また外径精度も不安定だったのである。

【００１７】この発明の磁石製造の際に用いる押出し成
形機の他の例を図４に示す。この押出し成形機は、励磁
用のコイル７′をリターンヨーク６″に配設した例であ
る。

【００１８】励磁用のコイルの起磁力は、心材の径、合
成樹脂磁石用組成物層の厚み、その他の条件に応じて設
定すればよい。

【００１９】押出し成形時における心材の送り速度は、
あまりに速いと磁粉の配向が不十分になって良好な磁気
特性の磁石が得られないので使用目的に応じて送り速度
を適切に選ぶことが望ましい。使用する原料によっても
異なるが、一般に５ｍ／分以下が適当であり、３ｍ／分
以下が最適である。

【００２０】かくしてラジアル配列された長尺磁石は、
直ちに冷却槽ヘ送られ、磁粉配向を固定する。次いでロ
ータ厚みに相当する長さごとに軸と直交する断面に沿っ
て切断される。

【００２１】かくして得られた短尺の円筒ラジアル異方
性磁石の軸心に、その軸に沿ってシャフトを固着してロ
ータを完成させる。心材がパイプ形状の場合は、図５に
示すようにパイプ内径に応じてシャフトのみ又はブッシ
ュ付きシャフトをパイプの内周面より内側に貫通させて
装着すればよい。心材が中実棒状の場合は、端面にシャ
フトを固着すればよいが、軸心に沿って穿孔し、シャフ
トを挿入することも可能である。

【００２２】

【実施例】合成樹脂磁石用組成物として、ストロンチウ
ムフェライト磁粉（平均粒径1.5μm ) ：66 vol％、塩
素化ポリエチレン：33.5 vol％及びＴＴＳ（イソプロピ
ルトリイソステアロイルチタネート：可塑剤）：0.5 vo
l ％の組成になるペレットを、図４に示す押出し成形機
を用いて表１に示す成形条件で押出し成形し、市販の鉄
製パイプに被成して図６に示すような長さ：3000 mm の
長尺な磁石を得た。

【００２３】

【００２４】次いでこの長尺な磁石を切断して長さ20.6
mmとし、ブッシュ付きシャフト（直径４mm）を挿入した
後、24極着磁を行ってロータを完成させた。

【００２５】一方、比較例として 合成樹脂磁石用組成
物として、ストロンチウムフェライト磁粉（平均粒径1.
5 μm ) ：66 vol％、ポリアミド：33.5 vol％及びＴＴ
Ｓ：0.5 vol ％の組成になるペレットを、図３に示す射
出成形機を用いて表２に示す成形条件で射出成形して長
さ：20.6mmの磁石を得た。

【００２６】

【００２７】次いで、市販の鉄製パイプ及びシャフト
（直径４mm）を重ねて挿入し、実施例と同様に着磁して
ロータを完成させた。

【００２８】これら２種の円筒ラジアル異方性磁石ロー
タに関し、着磁後の磁気特性、外径精度及び生産性につ
いてを調べた結果を表３にまとめて示す。

【００２９】

【００３０】表３から明らかなように、実施例は、磁気
特性に優れ、外径精度や表面磁界のばらつきも少なく、
さらに生産性については比較例の５倍と、飛躍的に向上
している。

【００３１】

【発明の効果】この発明の円筒ラジアル異方性磁石ロー
タの製造方法は、一対の環状磁極対とをそなえる押出し
成形機を用い、この押出し成形機に上記強磁性の長尺材
を連続的に導入して、該長尺材に上記環状磁極対からラ
ジアル磁場を印加しながら、上記ヘッド部にて該長尺材
に向けて合成樹脂磁石用組成物を押出して円筒状に被成
することで円筒状の合成樹脂磁石用組成物をラジアル配
向にした後、直ちに固化し、その後ロータ厚みに相当す
る長さごとに軸と直交する断面に沿って切断し、次いで
軸心にシャフトを固着することにより、寸法精度、磁気
特性の劣化なしに生産性良く円筒ラジアル異方性磁石ロ
ータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】長尺な円筒ラジアル異方性磁石の製造に用いる
押出し成形機の一例の平面図である。

【図２】押出し成形機を用いた長尺な円筒ラジアル異方
性磁石の製造方法の説明図である。

【図３】射出成形法による長尺な円筒ラジアル異方性磁
石の製造方法の説明図である。

【図４】長尺な円筒ラジアル異方性磁石の製造に用いる
押出し成形機の他の例の説明図である。

【図５】円筒ラジアル異方性磁石ロータの組立説明図で
ある。

【図６】長尺な円筒ラジアル異方性磁石の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ラジアル異方性磁石 ２ 強磁性体の心材 ３ ホッパー口 ４ 加熱シリンダ部 ５ ヘッド部 ６ リターンヨーク ７ コイル ８ 環状磁極 ９ 環状磁極 10 スプルーランナ 11 キャビティー 12 突き出し板 13 突き出しピン 14 突き出し棒 15 ノズルタッチ 16 シャフト 17 ブッシュ

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【手続補正書】

【提出日】平成４年９月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】削除

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒ラジアル異方性磁石ロータを製造す
   るに際し、心材となる強磁性の長尺材に向けて合成樹脂
   磁石用組成物を押出すべきヘッド部と、このヘッド部を
   挟んで長尺材に沿う近接配置になり長尺材を貫通させて
   磁場を印加可能な少なくとも一対の環状磁極対とをそな
   える押出し成形機を用い、この押出し成形機に上記強磁
   性の長尺材を連続的に導入して、該長尺材に上記環状磁
   極対からラジアル磁場を印加しながら、上記ヘッド部に
   て該長尺材に向けて合成樹脂磁石用組成物を押出して円
   筒状に被成することで円筒状の合成樹脂磁石用組成物を
   ラジアル配向にした後、直ちに固化し、その後ロータ厚
   みに相当する長さごとに軸と直交する断面に沿って切断
   し、次いで軸心にシャフトを固着することを特徴とする
   円筒ラジアル異方性磁石ロータの製造方法。