JPS61280735A - 軸一体成形樹脂磁石回転子の製造方法 - 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 本発明は家庭用機器の駆動源として用いる出力数ワット
から、数十ワットの永久磁石回転子型同期電動機等の軸
一体成形樹脂磁石回転子の製造方法に関するものである
。

従来の技術 従来この種の永久磁石回転子型同期電動機の一例として
第７図に示す構造のものがある。この永久磁石回転子型
同期電動機は図示のように略コ字状をした固定子鉄心の
磁路片２に駆動コイル３を挿着し、前記固定子鉄心１の
磁極部６ａ、６ｂ間に配置され軸受体７にて軸５を有し
た永久磁石回転子４を回転自由に軸支している。

この同期電動機は構造が簡単で、かつ小型で比較的大き
な出力を得ることができ、小型オレンジ絞りジューサ等
の家庭用機器の駆動源として用いられている。そして前
記永久磁石回転子４は、焼結晶よシ量産性がある安価な
樹脂磁石回転子が採用されている。

この樹脂磁石回転子は合成樹脂とフェライト等の強磁性
粉末を混合したものであり、当然磁束密度が焼結晶より
劣るため体積を増加させる必要があシ直径も径大になる
。このことは磁場配向成形における空隙の増につながり
、大きな磁場の強さを必要とする。しかし充分な配向成
形を期すため従来技術で可能な空隙に納まるように、回
転子を半割形状と成し、磁場配向成形を実施し、軸６と
ともに半割形状の４ａ、４ｂを貼合せて永久磁石回転子
４を形成していた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、この貼合せによる方法は生産性および経済的に
は満足すべきものではなく、射出成形のメリットをｆ分
に生かして、軸をも一体に成形する方法について数多く
の実験研究を（７てきた。

樹脂磁石の磁気特性は強磁性粉末の混合量に比例し、多
量の強磁性粉末を含んだ混合物の溶融時の粘度は高くな
シ流動性が低下する。樹脂磁石を成形する場合、成形中
に加熱状態で磁界を印加［７、強磁性粉末粒子を磁界の
印加方向に、磁化容易軸方向を揃える必要があり、樹脂
磁石の成形方法は通常の樹脂の射出成形法に比べて、流
動性や磁界印加等困難な点が多い。

そして軸一体射出成形は、従来の半割形状での射出成形
に比べて一段と技術的困難な点を有している。たとえば
、半割形状の二倍の射出量を必要とする点、磁界の空隙
が二倍となり強力な磁界印加を必要とする点、また貼合
せ方式では任意に設定できた軸径は射出圧力に耐え得る
まで径大にせざるを得す、金型内での湯流れに影響を及
ぼす等々である。

第６図は実験に供した軸一体成形樹脂磁石回転子製造装
置の一例を示す説明図で、固定側部１１移動側部■およ
び突出部■から成る。固定側部■および移動側部■はそ
れぞれ強磁性体からなる固定側取付板１１とキャビティ
プレート１２、移動側取付板１３とコアプレート１４と
を強磁性体のスペーサーブロック１５で連結し、型締め
ときにおいて内装する電磁石コイル１６で発生する磁気
の閉回路を構成する。１７．１８は前記電磁石コイル１
６に内装され固定側取付板１１および移動側取付板１３
からそれぞれ突設する強磁性体ブロックであり、この対
向する強磁性体ブロック間に非磁性体のキャビティ金型
１９とコア金型２０とが配置しである。突出部■には突
出板２１にスプルーロックピン２２及び非磁性押出ピン
２３が連結されている。２４は射出成形前に配置する軸
である。なお前記キャビティ金型１９及びコア金型２ｏ
は射出成形時の強磁性粉末による損耗に対する金型メン
テナンス、前記軸の保持構造配置（図示せず。また装置
が縦型の場合は不要）、冷却水流路構成等のため数ブロ
ックに分割して構成されることが多い。

次に第６図の装置により磁界を印加して軸一体樹脂磁石
回転子を射出成形する工程について説明する。

まず移動側部■全体が左側に移動し両金型１９゜２０が
開いた状態で軸２４をコア金型２０に装着配置する。そ
して移動側部■全体を右側に移動させ型締めする。次に
所定の温度で射出された熱可塑性樹脂と強磁性粉末の混
合物はノズル口２５、スプルーランナ２ｅを通り、成形
体空間２７に充填される。その間に電磁石コイル１６か
らの誘導磁束が、キャビティ金型１９、コア金型２０内
の混合物中を流れ、径方向２極異方性の軸一体樹脂磁石
回転子が成形される。成形体が冷却凝固後、移動側部■
全体が左へ移動し、固定側部■と離れる。一定距離に達
すると突出板２１が突き出て成形体（スプルーランナを
含む）がコア金型２０より押し出され成形が完了する。

次にこのようにして成形された軸一体樹脂磁石回転子の
配向状態を回転子外周の表面磁束密度分布測定によシみ
たのが第５図である。横軸は回転角θ、縦軸は表面磁束
密度ＢでＮ、Ｓは極性を示す。第６図のような装置で配
向された成形体は、第６図中点線で示す正弦波形分布に
なる筈であるが、実線で示すように磁束分布波形は乱れ
、Ｎ極Ｓ極位置からピークがずれたり、ピークが現われ
ず平坦あるいはクビレを生じたシする。この磁束分布波
形の乱れは前述のように軸一体成形樹脂磁右回転子の磁
界印加中での成形が従来の半割形状成形品に比べて磁界
空隙や射出量の大幅増加や、軸配置による揚泥れの影響
など配向成形を困難にしている点によるものと思われる
。この表面磁束密度分布波形の乱れは、回転子の軸を介
して波形が非対称であり第７図に示す同期電動機の永久
磁石回転子としては実用に供し得ない。すなわちこの種
の同期電動機は自己始動が困難であり、前記表面磁束密
度分布波形の乱れ、非対称が大きく影響を及ぼしている
。またこのような磁石回転子自体の磁気的アンバランス
は回転中の振動をも増大させるものとなる。

問題点を解決するための手段 そして、上記問題点、すなわち軸一体成形樹脂磁石回転
子の表面磁束密度分布波形の乱れをなくし軸を介して対
称波形にする点を解決する本発明の技術的な手段は、前
記電磁石コイルに内装した強磁性体ブロックからキャビ
ティ金型、コア金型を貫通して成形体に達する強磁性体
のピンを立設して成形するものである。

作　　用 この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、電磁石コイルに内装した強磁性体ブロックか
ら非磁性体で構成するキャビティ金型、コア金型を貫通
し成形体である回転子の両極部に達する強磁性ピンを設
けたため、電磁石コイルからの磁束を誘導集中させて、
磁石回転子の両極部に磁束密度分布波形のピークを正し
く位置させ、かつ波形の乱れをなくし同期電動機の永久
磁石回転子として供し得るようになるのである。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示す。

第２図は第１図のＡ−Ａ断面図を示す。そして第１図、
第２図で第６図と同一部材は同一符号を付した。

第１図および第２図において、電磁石コイル１６に内装
した強磁性体ブロック１７および１８には非磁性体キャ
ビティ金型１９およびコア金型２０を貫通して成形体空
間２７に達する強磁性ピン３０が対向位置に複数個配設
されている。３１はこれら強磁性ピン３０と同列に位置
する押出ピンで強磁性材で構成する。これらの強磁性ピ
ン３０および３１は第２図で明らかなように回転子外周
の機械角で１８００の磁極中心に配置し軸２４を介して
対向させている。第３図は成形体の斜視図を示し、軸２
４をインサート一体成形した樹脂磁石回転子３３のＮＳ
磁極の中心位置に強磁性ピン３０゜３１のピン跡３４が
位置していることを示す。この強磁性ピンは軸方向の磁
極中心上Ｂの範囲に必要に応じて多数個配置できる。強
磁性ピンの配置個数を増やせば、ピン間の磁極中心の磁
束密度が引き上げられ軸方向Ｂ全体として平均磁束密度
は高くなる。もし非磁性キャビティ金型１９およびコア
金型２ｏが前述のように細分割されずに少なくとも成形
体空間周辺が一体金型であれば、強磁性ピンを軸方向に
多数箇配置する代りにピン径の幅で軸方向長さ略Ｂの矩
形断面の強磁性ブロック（図示せず）を配置すれば、さ
らにＢ方向磁極中心の磁束密度は均一化される。

次に強磁性ピン配置による作用を説明する。

第４図は従来の第５図に対応する本発明の構成によシ製
造し、軸２４を一体成形した樹脂磁石回転子３３の外周
表面磁束密度分布波形を示す。第４図で明らかなように
機械角で１８ｏ０対向する位置に強磁性ピン３０．３１
によって電磁石コイル１６からの磁束を強制誘導集中さ
せた結果、従来より一段と急峻なピークを正しく磁極中
央に発生させることができ、かつこのピークにつられて
波形の乱れが本来の正弦波形（点線で示す）に極めて近
似させることができるため、軸２４を介して両極の対称
性が得られる。この結果第７図に示す同期電動機の永久
磁石回転子として使用できるようになった。

発明の効果 前記実施例の説明より明らかなように本発明は軸を一体
にインサート成形して樹脂磁石回転子を製造するにあた
り、電磁石コイルに内装した強磁性体ブロックから非磁
性体から成るキャピテイ金型およびコア金型を貫通して
成形体に達する強磁性ピンを対向して複数個立設し、電
磁石コイルからの磁束を前記強磁性ピンを通して成形体
、すなわち樹脂磁石回転子の両磁極中心に強制誘導集中
させて成形することにより、軸一体インサート樹脂磁石
回転子の外周表面磁束分布の乱れを解消し正しく両磁極
にピークを形成し、軸を介してＮＳ極の磁束密度分布の
対称性を有するものが得られ、従来の半割形成形品を貼
合せる方式での作業工数によるデメリットを一掃するこ
とができ、生産性が向上し、かつコスト的にも極めて有
利に軸一体成形樹脂磁石回転子が製造できて、その効果
は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の軸一体成形樹脂磁石回転子
製造装置の断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第
３図は成形体の斜視図、第４図は回転子外周の表面磁束
密度分布図、第５図は従来装置で成形した回転子外周の
表面磁束密度分布図、第６図は一般的な従来の軸一体成
形樹脂磁石回転子製造装置のモデル断面図、第７図は永
久磁石回転子型同期電動機の構成例を示す平面図である
。 ｌ・・・・・・固定側部、■・・・・・・移動側部、■
・・・・・・突出部、１６・・・・・・電磁石コイル、
１７．１８・・−・・・強磁性体ブロック、１９・・・
・・・非磁性体キャビティ金型、２ｏ・・・・・・非磁
性体コア金型、２４・・・・・・軸、２７・・・・・・
成形体空間、３ｏ・・・・・・強磁性体ピン、３１・・
・・・・強磁性押出ピン、３３・・・・・・樹脂磁石回
転子、３４・・・・・・強磁性ピン跡。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名”３
−一硬嶽を主体ブロック ２４−−一軸 ２７−−−人形体益間 ３０−一一残磁性ピン ３１−一一蜂イ主押里ピン 窮　３ｒＸＩ 第４図 第５図 第　６　面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定部側と移動部側とからなる装置には、電磁石
   コイルを外装した強磁性体ブロックを突設対向させ、こ
   の間に非磁性体のキャビティ金型とコア金型を設け、こ
   の両金型間に軸を配置した後、熱可塑性樹脂と強磁性粉
   末の混合物を加熱状態で磁界を印加しながら射出成形に
   より軸一体成形樹脂磁石を製造するにあたり、前記両強
   磁性体ブロックからそれぞれキャビティ金型およびコア
   金型を貫通して成形体に達する強磁性ピンを成形体の軸
   方向に複数個対向して立設し、電磁石コイルからの磁束
   を強磁性ピンを通して成形体の一部に誘導し集中させる
   ようにして成形することを特徴とする軸一体成形樹脂磁
   石回転子の製造方法。
2. （２）前記複数本の強磁性ピンを軸方向に連続した一体
   の強磁性ブロックとした特許請求の範囲第１項記載の軸
   一体成形樹脂磁石回転子の製造方法。