(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した軟磁性樹脂からリング状に成形され、励磁コイルが収容されるコア部品を成形するコア部品成形方法であって、前記コア部品を成形するキャビティの全周に亘って形成されたパスから、前記軟磁性樹脂の溶融体を前記キャビティに、その半径方向内側の全周から外側へ向かって流れるように注入して、周方向に沿って均一な透磁率を有するコア部品を成形することを特徴とするコア部品成形方法。
【請求項２】
電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した軟磁性樹脂からリング状に成形され、励磁コイルが収容されるコア部品を成形するコア部品成形方法であって、前記コア部品を成形するキャビティの全周に亘って形成されたパスから、前記軟磁性樹脂の溶融体を前記キャビティに、その半径方向内側の全周から外側へ向かって流れるように注入して周方向に沿って均一な透磁率を有するコア部品を成形し、前記金型の型開きと並行して、成形された前記コア部品を前記パスの部分において前記軟磁性樹脂の半固化状態で切断することを特徴とするコア部品成形方法。
【請求項３】
電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した軟磁性樹脂からリング状に成形され、励磁コイルが収容されるコア部品を成形するコア部品成形方法であって、前記コア部品を成形するキャビティの全周に亘って形成されたパスから、前記軟磁性樹脂の溶融体を前記キャビティに、その半径方向内側の全周から外側へ向かって流れるように注入して周方向に沿って均一な透磁率を有するコア部品を成形し、成形された前記コア部品をリング状のイジェクト部材で金型から全周に亘って均一な押圧力で押し出すことを特徴とするコア部品成形方法。
【請求項４】
電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した軟磁性樹脂からリング状に成形され、励磁コイルが収容されるコア部品を成形するコア部品成形方法であって、前記コア部品を成形するキャビティの全周に亘って形成されたパスから、前記軟磁性樹脂の溶融体を前記キャビティに、その半径方向内側の全周から外側へ向かって流れるように注入して周方向に沿って均一な透磁率を有するコア部品を成形し、前記金型の型開きの際に、成形された前記コア部品をリング状のイジェクト部材で金型から全周に亘って均一な押圧力で押し出すことを特徴とするコア部品成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、励磁コイルを保持するコア部品の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シャフトの回転角度或いは相対回転角度を非接触で検出する回転センサ、例えば、相対回転する２本のシャフトがトーションバーを介して連結された自動車のステアリングシャフトにおける回転トルクを検出し、ステアリング装置の円滑な電子制御に利用する回転センサが知られている（例えば、特公平７−２１４３３号公報参照）。
【０００３】
この種の回転センサは、トーションバーで連結された第１のシャフトに第１のロータを、第２のシャフトに第２のロータを、それぞれ取り付けると共に、第１及び第２のロータを、励磁コイルがコアに保持されたリング状の固定コアの内側に回転自在に配置し、第１及び第２のシャフトの相対回転を前記コイルのインダクタンスの変化によって検出し、第１のシャフトと第２のシャフトとの間に作用するトルクを検出するものである。
【０００４】
この回転センサにおいては、前記固定コアのコアを、２つのコア部品を組み合わせて製造している。そして、コア部品は、形状の自由度があり、量産性に優れ、振動に強いという利点があることから、従来用いられていた燒結品に代えて、電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した軟磁性樹脂を成形したものが使用されるようになってきた。
【０００５】
このコア部品の素材としては、Ｍｎ−Ｚｎ系やＭｇ−Ｚｎ系のフェライトやセンダスト等の、数μｍ〜２００μｍ程度の微小磁性材粉を、ナイロンやポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等の電気絶縁性を有する熱可塑性合成樹脂や、他の熱可塑性合成樹脂に混合した軟磁性樹脂が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、固定コアでは、回転センサの出力変動が生じないように、コアの透磁率が周方向に沿って均一で、励磁コイルによって形成される磁束密度が周方向に沿って均一となるようにする必要がある。
しかし、前記軟磁性樹脂によってコア部品を成形する場合、成形時に金型内で溶融した脂流がぶつかり合うウェルド部分と、その他の部分とで、微小磁性材粉の配向性が異なることから、成形されたコア部品の透磁率が周方向に沿って不均一になるという問題がある。
【０００７】
特に、前記軟磁性樹脂は、一般の合成樹脂と異なり、微小磁性材粉が混合されていることから、成形時に金型内で冷えて固化する速度が速い。このため、キャビティ内へ樹脂を注入するゲート部分とその他の部分とでは、軟磁性樹脂が流れて行くことによる充填時間の差によって密度が異なってしまう。従って、例えば、ゲートが１ヶ所の場合、成形されたコア部品は、図１０に示すように、ゲート部分を基準として時計方向の角度ごとに測定した軟磁性樹脂の密度が、ゲート付近で高く、ゲートから遠い位置で低くなる傾向を示す結果、透磁率も周方向に沿って不均一になるという問題がある。
【０００８】
一方、成形されたコア部品を金型からイジェクトピンで押し出すと、イジェクトピンが当たった部分にピン跡が多少なりともついてしまう。このため、ピン跡がついたコア部品は、周方向に沿った磁界分布がピン跡の部分で変化してノイズとなり、周方向に均一な磁界分布を示さなくなるという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した軟磁性樹脂を用いて成形する際に、周方向に沿った透磁率の不均一を発生することを抑制することが可能なコア部品成形方法を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、コア部品にピン跡がつかないコア部品成形方法を提供することを第２の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては第１の目的を達成するため、電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した軟磁性樹脂からリング状に成形され、励磁コイルが収容されるコア部品を成形するコア部品成形方法であって、前記コア部品を成形するキャビティの全周に亘って形成されたパスから、前記軟磁性樹脂の溶融体を前記キャビティに、その半径方向内側の全周から外側へ向かって流れるように注入して、周方向に沿って均一な透磁率を有するコア部品を成形する構成としたのである。
【００１１】
また、本発明においては第１の目的を達成するため、電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した軟磁性樹脂からリング状に成形され、励磁コイルが収容されるコア部品を成形するコア部品成形方法であって、前記コア部品を成形するキャビティの全周に亘って形成されたパスから、前記軟磁性樹脂の溶融体を前記キャビティに、その半径方向内側の全周から外側へ向かって流れるように注入して、周方向に沿って均一な透磁率を有するコア部品を成形し、前記金型の型開きと並行して、成形された前記コア部品を前記パスの部分において前記軟磁性樹脂の半固化状態で切断する構成としたのである。
【００１２】
一方、本発明においては第２の目的を達成するため、成形されたコア部品をリング状のイジェクト部材で金型から全周に亘って均一な押圧力で押し出す構成としたのである。また、本発明においては第２の目的を達成するため、電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した軟磁性樹脂からリング状に成形され、励磁コイルが収容されるコア部品を成形するコア部品成形方法であって、前記コア部品を成形するキャビティの全周に亘って形成されたパスから、前記軟磁性樹脂の溶融体を前記キャビティに、その半径方向内側の全周から外側へ向かって流れるように注入して、周方向に沿って均一な透磁率を有するコア部品を成形し、成形された前記コア部品をリング状のイジェクト部材で金型から全周に亘って均一な押圧力で押し出す構成としたのである。
【００１３】
更に、本発明においては第２の目的を達成するため、電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した軟磁性樹脂からリング状に成形され、励磁コイルが収容されるコア部品を成形するコア部品成形方法であって、前記コア部品を成形するキャビティの全周に亘って形成されたパスから、前記軟磁性樹脂の溶融体を前記キャビティに、その半径方向内側の全周から外側へ向かって流れるように注入して、周方向に沿って均一な透磁率を有するコア部品を成形し、前記金型の型開きの際に、成形された前記コア部品をリング状のイジェクト部材で金型から全周に亘って均一な押圧力で押し出す構成としたのである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコア部品成形方法に係る一実施形態を図１乃至図１０に基づいて詳細に説明する。
本発明のコア部品成形方法は、射出成形，トランスファー成形，圧縮成形等によって実行され、例えば、図１に示す金型１を用いてコア部品が成形される。金型１は、図示のように、上金型２と下金型３とを有し、両金型２，３によってコア部品を成形するキャビティＣと、キャビティＣに電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した前記軟磁性樹脂を圧送するパスＰを形成する。このとき、パスＰは、キャビティＣの内周に亘って形成されている。
【００１５】
第１の目的を達成する本発明方法においては、金型１を用い、パスＰから前記軟磁性樹脂の溶融体をキャビティＣに一様に注入し、コア部品５を成形する。このとき、パスＰからキャビティＣに注入された前記軟磁性樹脂は、図２に矢印で示すように、キャビティＣに半径方向内側の全周から外側へ向かって流れる。このため、前記軟磁性樹脂は、キャビティＣ内を半径方向に沿って流れるだけである。
【００１６】
次に、金型１を開くと、図示しないイジェクトピンによって金型から押し出され、図３に示すように、キャビティＣ及びパスＰに前記軟磁性樹脂が充填された成形体ＢMが得られる。この型開きと並行して、パスＰの部分、より詳しくは、図３に示すように、キャビティＣとパスＰとの境界に位置するランナＲ（図１参照）に対応する部分で、成形体ＢMが、予め成形装置に組み込まれたカッタ４により前記軟磁性樹脂の半固化状態で切断される。これにより、図４に示すコア部品５が得られる。
【００１７】
このとき、前記軟磁性樹脂は、金型１内で冷えて固化する速度が速いが、キャビティＣに半径方向内側の全周から外側へ向かって流れ、キャビティＣ内を半径方向に沿って流れるだけである。このため、成形されたコア部品５は、キャビティＣの半径方向内側と外側とで、前記軟磁性樹脂が流れて行くことによる充填時間の差が殆どない。従って、コア部品５は、周方向に沿った密度が大きく異なることがない。この結果、本発明方法によって成形されたコア部品は、周方向に沿って均一な透磁率を有している。このため、本発明方法によって製造されたコア部品５を用いた回転センサは、出力が安定し、信頼性に優れたものとなる。
【００１８】
以上のようにして製造されたコア部品５は、図５に示すように、２つのコア部品５の間に励磁コイル６を保持し、両コア部品５を接着して固定コア１０として組み立てられる。また、２つのコア部品５の間に励磁コイル６を保持し、これらを外側から交流磁界の遮蔽性を有する遮蔽ケースで覆うことで固定コアとして組み立ててもよい。
【００１９】
一方、前記のようなキャビティＣとパスＰとを形成することができれば、コア部品５は、図６に示すように、キャビティＣとパスＰとの境界部分の形状が若干異なる上金型２と下金型３とを有する金型１を用いて成形してもよい。この場合、成形体ＢMは、キャビティＣとパスＰとの境界に位置するランナＲに対応する部分で切断するカッタ４に代えて、図７に示す金型部品７を用い、前記軟磁性樹脂の半固化状態で切断する。
【００２０】
また、本発明方法は、コア部品を成形するキャビティの全周に亘って形成されたパスから、前記軟磁性樹脂の溶融体を前記キャビティに注入して成形することに特徴を有している。従って、前記キャビティの上側全周に亘って形成されたパスから、前記軟磁性樹脂の溶融体を前記キャビティに注入することで、図８に示す成形体ＢMを成形し、コア部品５としてもよい。
【００２１】
次に第２の目的を達成するコア部品の成形方法について説明する。
本実施形態においては、図９に示すように、上金型１１と下金型１２とを有する金型１０を用い、キャビティＣの全周に亘って形成されたパスＰから前記軟磁性樹脂の溶融体をキャビティＣに一様に注入し、成形体ＢMを成形する。
そして、図９に示すように、金型１０の型開きと並行して、成形体ＢMを、複数のロッド１５ａで支持されたイジェクト部材１５のイジェクトリング１５ｂで金型１０から押し出す。成形体ＢMは、縊れ部Ｐcで折れば、リング状のコア部材が得られる。
【００２２】
このように、成形体ＢMをイジェクトリング１５ｂで金型１０から押し出すと、ピンで押し出す場合に比べて、イジェクトリング１５ｂによる押圧力が成形体ＢMの下面に均一に作用する。このため、成形体ＢMは、ピン跡が付くことがなく、コア部品としたときに、磁界分布が周方向に沿って均一となる。
尚、本発明方法においては、前記キャビティの全周から注入できれば、前記軟磁性樹脂の溶融体は、前記キャビティの外周あるいは下側の全周から前記キャビティに注入してもよい。
【００２３】
また、成形されたコア部品を金型から全周に亘って均一な押圧力で押し出すイジェクト部材としては、上記実施形態で説明したイジェクトリングの他、プレートごと押し出すプレートイジェクト、コアごと押し出すコアイジェクト或いはキャビティイジェクトを用いてもよい。
更に、本発明により得られるコア部品は、回転センサの他に、例えば、電力や信号を伝達する分離型の回転トランスのコア部品に用いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１，２の発明によれば、電気絶縁性の合成樹脂に軟磁性材を混合した軟磁性樹脂を用いて成形する際に、周方向に沿った透磁率の不均一を発生することを抑制することが可能なコア部品成形方法を提供することができる。
請求項３乃至５の発明によれば、コア部品にピン跡がつかないコア部品成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の目的を達成するコア部品成形方法を説明するもので、コア部品を成形する金型の断面図である。
【図２】図１の金型において、キャビティの全周に亘って形成されたパスから、軟磁性樹脂が一様に注入される状態を示す平面図である。
【図３】金型の型開きと並行して、成形されたコア部品を、パスの部分において軟磁性樹脂の半固化状態で切断する様子を示す断面図である。
【図４】切断して得られたコア部品の断面正面図である。
【図５】励磁コイルを図４のコア部品間に保持して得られるコアの断面正面図である。
【図６】本発明のコア部品成形方法の他の実施形態を説明するもので、コア部品を成形する金型の断面図である。
【図７】図６の金型の型開きと並行して、成形されたコア部品を、パスの部分において軟磁性樹脂の半固化状態で切断する様子を示す断面図である。
【図８】本発明方法の更に他の実施形態によって成形されたコア部品の断面正面図である。
【図９】本発明の第２の目的を達成するコア部品成形方法を説明するもので、コア部品を成形する金型の断面図である。
【図１０】従来の成形方法によって成形されたコア部品を回転センサに用いたときの、コア部品における軟磁性樹脂の密度を、ゲート部分を基準として時計方向の角度ごとに測定した密度分布図である。
【符号の説明】
１            金型
２            上金型
３            下金型
４            カッタ
５            コア部品
７            金型部品
１０          金型
１１          上金型
１２          下金型
１５          イジェクト部材
１５ａ        ロッド
１５ｂ        イジェクトリング
ＢM           成形体
Ｃ            キャビティ
Ｐ            パス
Ｐc           縊れ部
Ｒ            ランナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003977083.tif 000009
【図９】
0003977083.tif 000010
【図１０】
0003977083.tif 000011