JP2006101624A - マグネットロータおよびマグネットロータを用いた可動磁石式計器、マグネットロータを用いたステップモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 マグネットロータを構成する環状のマグネットと成形によるロータ本体の形状および着磁する磁極の位置を配慮することによって磁力の低下を抑えつつ磁気特性の優れたマグネットロータおよびそのマグネットロータを用いた可動磁石式計器、そのマグネットロータを用いたステップモータを提供すること。
【解決手段】 マグネットロータとして、環状プラスチックマグネット１０の中空部の内周壁には、所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め突部１１を突き出し形成し、この回り止め突部１１の形状に倣ってプラスチック材料からなるロータ本体２０を射出成形によって充填して成形し、かつ隣り合う磁極１の境界部２の位置が前記回り止め突部１１の位置とほぼ合致するように前記磁極１を着磁してなること。
【選択図】 図５

Description

本発明は、特にコイルへの通電によって作動するマグネットロータ、あるいはマグネットロータを用いた可動磁石式計器、マグネットロータを用いたステップモータまたはマグネットロータを用いた小型モータや発電機などに関するものである。

従来、たとえば車両用計器としては、たとえばコイルへの通電によって作動するマグネットロータを備える可動磁石式計器（たとえば、特許文献１を参照。）あるいは、ステータ内に回動自在に支持されるマグネットロータとを備えるステップモータを用いて回動支持する計器（たとえば、特許文献２を参照。）などが採用されている。
特開２００１−２８９８７６号公報 特開２００１−３１７９７０号公報

従来の可動磁石式計器やステップモータなどに用いられるマグネットロータは、小型化・軽量化を達成するためにマグネットとして磁性粉をプラスチックに混ぜ合わせて射出成形などの手段によって環状のプラスチックマグネットを一旦成形し、その後、環状に成形したプラスチックマグネットの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体をインサート成形などの手段によって一体的にかつ同軸的に形成してマグネットロータを構成するようにしている。

ところで、前述したように従来の可動磁石式計器やステップモータなどに用いられるマグネットロータは、環状に成形されたプラスチックマグネットの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体を射出成形などの手段によってインサート成形されているが、環状のプラスチックマグネットの厚みや外形寸法を大きくして磁力を高めることができる反面、小型化や軽量化あるいは低コスト化などを図るために外見寸法を小さくすればするほど磁力も低下してしまいやすいという問題がある。

そこで、本発明は、従来の問題点に着目し、マグネットロータを構成する環状のマグネットと成形によるロータ本体の形状および着磁する磁極の位置を配慮することによって磁力の低下を抑えつつ磁気特性の優れたマグネットロータおよびそのマグネットロータを用いた可動磁石式計器、そのマグネットロータを用いたステップモータを提供することを目的とする。

本発明では、請求項１に係るマグネットロータとしては、隣り合う磁極が互いに異極となるように着磁される環状プラスチックマグネットと、この環状プラスチックマグネットの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体を一体的にかつ同軸的に成形してなるマグネットロータにおいて、前記環状プラスチックマグネットの中空部の内周壁には、所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め突部を突き出し形成し、この回り止め突部の形状に倣って前記プラスチック材料からなるロータ本体を射出成形によって充填して成形し、かつ隣り合う前記磁極の境界部の位置が前記回り止め突部の位置とほぼ合致するように前記磁極を着磁してなることを特徴とするマグネットロータである。

このように構成することにより、結果として環状プラスチックマグネットの中空部の内周壁に設けられた回り止め突部によって環状プラスチックマグネットの内周面が肉厚に形成され、その肉厚に形成された回り止め突部の位置にほぼ合致するように各磁極の境界部の位置が配置され、これによって環状プラスチックマグネット内の磁路が肉厚に形成された回り止め突部に沿って配向されるため、配向性が良くなり、環状プラスチックマグネットの特性が向上して、より磁束量の多い正弦波着磁のマグネットロータが得られる。また環状プラスチックマグネットに設けられた回り止め突部の形状に倣ってプラスチック材料からなるロータ本体を射出成形によって充填して成形することにより、環状プラスチックマグネットとロータ本体とが軸芯のずれもなく、回り止め状態にて同軸的に保持される。

また、請求項１に記載のマグネットロータにおいて、前記磁極の位置に対応する前記環状プラスチックマグネットの上面側の壁面または下面側の壁面箇所に抜け止め用凹部を設け、この抜け止め用凹部に前記ロータ本体を射出成形によって充填することにより前記環状プラスチックマグネットとの抜け止め部を形成してなることを特徴とするマグネットロータである（請求項２）。

このように構成することにより、ロータ本体の射出成形後において、環状プラスチックマグネットとロータ本体とが抜け止め部によって良好に保持される。

また、請求項１に記載のマグネットロータにおいて、前記環状プラスチックマグネットに設けられた回り止め突部の上面側壁面箇所と下面側壁面箇所に、前記ロータ本体の射出成形時に前記環状プラスチックマグネットとの抜け止め部を充填して形成してなることを特徴とするマグネットロータである（請求項３）。

このように構成することにより、ロータ本体の射出成形後において、環状プラスチックマグネットとロータ本体とが抜け止め部によって良好に保持される。

また、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマグネットロータにおいて、前記マグネットロータに設けられた前記ロータ本体には、そのロータ本体の軸芯部分に支軸を挿入するための軸孔を形成してなることを特徴とするマグネットロータである（請求項４）。

このように構成することにより、マグネットロータを支軸を基点として回転可能に形成することができる。

また、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマグネットロータにおいて、前記マグネットロータに設けられた前記ロータ本体には、マグネットロータの回転を外部側へと分岐して回転駆動可能とする分岐伝達ギヤ部を一体に形成してなることを特徴とするマグネットロータである（請求項５）。

このように構成することにより、分岐伝達ギヤ部を介して回転駆動を他の回転伝達部へと分岐伝達することができ、マグネットロータの軸線から懸け離れた箇所にて回転を伝えることができる。

また、コイルへの通電によって作動するマグネットロータをハウジング内にて回転可能に設けた可動磁石式計器において、前記マグネットロータは請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマグネットロータであることを特徴とする可動磁石式計器である（請求項６）。

このように構成することにより、小形軽量化を可能とし、マグネットロータの軸芯のずれなどを解消して円滑に回転作動を行うことのできる可動磁石型計器を提供することができる。

また、ステータ内に回動自在に支持されるマグネットロータを備えたステップモータにおいて、前記マグネットロータは請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマグネットロータであることを特徴とするステップモータ（請求項７）。

本発明によるマグネットロータおよびマグネットロータを用いた可動磁石式計器、マグネットロータを用いたステップモータによれば、そのマグネットロータとして、隣り合う磁極が互いに異極となるように着磁される環状プラスチックマグネットと、この環状プラスチックマグネットの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体を一体的にかつ同軸的に成形してなるマグネットロータにおいて、前記環状プラスチックマグネットの中空部の内周壁には、所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め突部を突き出し形成し、この回り止め突部の形状に倣って前記プラスチック材料からなるロータ本体を射出成形によって充填して成形し、かつ隣り合う前記磁極の境界部の位置が前記回り止め突部の位置とほぼ合致するように前記磁極を着磁してなることにより、環状プラスチックマグネットの中空部の内周壁に設けられた回り止め突部によって環状プラスチックマグネットの内周面が肉厚に形成され、その肉厚に形成された回り止め突部の位置にほぼ合致するように各磁極の境界部の位置が配置され、これによって環状プラスチックマグネット内の磁路が肉厚に形成された回り止め突部に沿って配向されるため、配向性が良くなり、環状プラスチックマグネットの特性が向上して、より磁束量の多い正弦波着磁のマグネットロータが得られる。また環状プラスチックマグネットに設けられた回り止め突部の形状に倣ってプラスチック材料からなるロータ本体を射出成形によって充填して成形することにより、環状プラスチックマグネットとロータ本体とが軸芯のずれもなく、回り止め状態にて同軸的に保持されるものであり、これにより初期の目的を達成することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明に係るマグネットロータを可動磁石式計器に適用した実施例にて説明する。

図１から図５は第１実施形態であるマグネットロータを、たとえば自動車用の指示計器として用いられる可動磁石式計器に適用したものを示すもので、図１は可動磁石式計器の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図３は図２のマグネットロータが４５度回転した状態を示した断面図であり、図４（Ａ）（Ｂ）はマグネットロータの一部を構成する環状プラスチックマグネットの主要部構造を示す平面図と斜視図、図５（Ａ）（Ｂ）はマグネットロータの環状プラスチックマグネットとロータ本体との射出成形状態を示す平面図と斜視図である。

同図において、可動磁石式計器Ｍの全体概要としては、コイルＣへの通電によって作動するマグネットロータＲと、このマグネットロータＲの回転駆動を分岐して回転伝達する駆動伝達部Ｄとを介して指針Ｐを回転作動（指示）するように構成している。

前記マグネットロータＲは、隣り合う磁極１（４極の磁極）が互いに異極（Ｎ極，Ｓ極）となるように着磁される環状のプラスチックマグネット１０と、この環状のプラスチックマグネット１０の中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体２０とを一体的にかつ同軸的に成形することによって構成している。この第１実施形態におけるプラスチックマグネット１０の材料としては、重量比で９０％の磁性紛と、１０％のプラスチック材料であるナイロン樹脂とを混ぜ合わせて形成しているものであり、磁性紛としてはネオジウム，鉄，ホウ素を主成分として細かく粉砕したものを採用しており、ナイロン樹脂は磁性紛を結合させる役割を担っている。

またマグネットロータＲの一部を構成する環状プラスチックマグネット１０には、その環状プラスチックマグネット１０の中空部の内周壁に、所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め突部１１が設けられている。この際、環状プラスチックマグネット１０の中空部の内周壁に設けられた回り止め突部１１によって環状プラスチックマグネット１０の内周面が肉厚に形成され、その肉厚に形成された回り止め突部１１の位置にほぼ合致するように各磁極１（Ｎ極，Ｓ極）の境界部２の位置が配置されるように、４極の磁極１が環状プラスチックマグネット１０に着磁されるように構成されている。従って、着磁される４極の磁極１箇所は、結果として環状プラスチックマグネット１０の回り止め部１１が設けられていない箇所、すなわち環状プラスチックマグネット１０の内周面側の肉厚寸法（奥行き寸法）が薄い箇所に相当する部分に磁極１として着磁されている。

また第１実施形態であるマグネットロータＲにおいては、磁極１が着磁される箇所の奥行き寸法（肉厚）を薄肉状態に設けるとともに、環状プラスチックマグネット１０の板厚寸法（上下方向の肉厚寸法）を薄くするために環状プラスチックマグネット１０の上面側に抜け止め用としての凹設部１２が設けられている。

またロータ本体２０には、環状プラスチックマグネット１０の内周壁側に設けられた略矩形状からなる回り止め突部１１の形状に倣ってプラスチック材料が充填されることによって、環状のプラスチックマグネット１０との間において係止用突部２１が一体に形成され、これによりロータ本体２０と環状プラスチックマグネット１０とが回り止め突部１１と係止用突部２１との凹凸係合により回り止め保持される。また、ロータ本体２０の射出成形時において、環状プラスチックマグネット１０の回り止め突部１１の下面側には水平方向に突設する抜け止め用としての下側フランジ部２２が一体に成形されるとともに、環状プラスチックマグネット１０上面側に、抜け止め用としての凹設部１２の上側を覆うように上側フランジ部２３がロータ本体２０と一体に成形されている。

また、第１実施形態によるマグネットロータＲにあっては、ロータ本体２０の上端側に、前記駆動伝達部Ｄを介して指針Ｐ側へと駆動するための分岐伝達ギヤ部２４が一体に形成されるとともに、ロータ本体２０の軸芯部分には支軸３０を挿入するための軸孔２５が形成され、その支軸３０を介してマグネットロータＲであるロータ本体２０と環状プラスチックマグネット１０とが回転可能に設けられている。

なお、前記駆動伝達部Ｄとしては、マグネットロータＲのロータ本体２０に設けた分岐伝達ギヤ部２４と噛合するプラスチック材料からなる従動伝達ギヤ部４０が設けられ、この従動伝達ギヤ部４０の回転軸となる指針軸５０を介して前記指針Ｐ側へと回転を伝えるように構成している。

また可動磁石式計器Ｍには、前記マグネットロータＲを支持する支軸３０と、分岐伝達ギヤ部２４と噛合する前記従動伝達ギヤ部４０を有するとともに、先端に指針Ｐが装着され従動伝達ギヤ部４０の回転に応じて指針Ｐを回転させる前記指針軸５０と、各伝達ギヤ部２４，４０を連結させた状態で支軸３０および指針軸５０を並設状態に軸支するとともに、マグネットロータＲ，分岐伝達ギヤ部２４，従動伝達ギヤ部４０を収納するハウジング６０と、ハウジング６０の外側で巻かれる一対のコイルＣと、ハウジング６０の所定領域を覆う椀状のシールドケース７０とを備えている。

また従動伝達ギヤ部４０は、マグネットロータＲ側の分岐伝達ギヤ部２４よりも径大に形成され、外周に分岐伝達ギヤ部２４よりも多くの連続歯が設けられて指針軸５０に固定されており、マグネットロータＲの上側でかつ環状プラスチックマグネット１０とは適宜空間を空けて一部が重なるように分岐伝達ギヤ部２４側に延び、分岐伝達ギヤ部２４と噛合している。

可動磁石式計器Ｍのハウジング６０はプラスチック材料からなり、図２に示すように、下側に位置する第１の枠体６１と上側に位置する第２の枠体６２とに分割形成され、これら第１，第２の枠体６１，６２間でマグネットロータＲ，分岐伝達ギヤ部２４，従動伝達ギヤ部４０を収納する空洞部が形成されており、この空洞部内にて支軸３０の下端側が第１の枠体６１に圧入して支持されるとともに、指針軸５０の下端部と上方部側とが各枠体６１，６２によって回転可能に軸支されている。

この場合、従動伝達ギヤ部４０が配置されていないマグネットロータＲのラジアル方向外周に対応するハウジング６０領域には、第１，第２の枠体６１，６２とで巻枠部６３，６４が形成され、この巻枠部６３，６４に各コイルＣが巻装されている。

また巻枠部６３，６４に巻装された各コイルＣの各末端部は、丸棒状の導電性金属材からなる各端子８０に導通接続され、これら端子８０から外部側へと電気的に接続されるように構成されている。

このように構成された可動磁石式計器Ｍは、各コイルＣを励磁することにより各々磁界ベクトル（作用磁界）が働き、これら各磁界ベクトルの強さに応じて４極の磁極１が着磁されたマグネットロータＲが回転し、その回転力が分岐伝達ギヤ部２４、従動伝達ギヤ部４０を通じて指針軸５０に伝達され、指針軸５０に固定された指針Ｐが角度運動するものであり、この際、分岐伝達ギヤ部２４と従動伝達ギヤ部４０は、分岐伝達ギヤ部２４に対し従動伝達ギヤ部４０が低速（減速）回転するように、それぞれのギヤ比が設定されており、この減速作動により、入力信号に対して指示誤差の少ない指針Ｐの角度運動が可能となるように構成されている。

また上述した構成からなる第１実施形態におけるマグネットロータＲにおいては、環状に成形したプラスチックマグネット１０の中空部内に、プラスチック材料からなるロータ本体２０をインサート成形などの手段によって一体的にかつ同軸的に形成してマグネットロータＲを構成する場合、先ず最初に、事前に成形した環状プラスチックマグネット１０をインサート成形金型内にセットし、あるいは成形金型によって環状プラスチックマグネット１０を成形した後に続いて、ロータ本体２０の形状に合わせた空間形状を有する金型内に、加熱溶融した熱可塑性プラスチック材料を注入して硬化させることによりロータ本体２０が環状プラスチックマグネット１０と同軸的に一体成形される。

その際、環状プラスチックマグネット１０の中空部の内周壁には、所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め突部１１を突き出し形成し、この回り止め突部１１の形状に倣ってプラスチック材料からなるロータ本体２０を射出成形によって充填して成形し、かつ隣り合う磁極１の境界部２の位置が回り止め突部１１の位置とほぼ合致するように磁極１を着磁してなることにより、結果として、環状プラスチックマグネット１０の中空部の内周壁に設けられた回り止め突部１１によって環状プラスチックマグネット１０の内周面が肉厚に形成され、その肉厚に形成された回り止め突部１１の位置にほぼ合致するように各磁極１の境界部２の位置が配置され、これによって環状プラスチックマグネット１０内の磁路が肉厚に形成された回り止め突部１１に沿って配向されるため、配向性が良くなり、環状プラスチックマグネット１１の特性が向上して、より磁束量の多い正弦波着磁のマグネットロータＲが得られる。この際、マグネットロータＲにおいて、環状プラスチックマグネット１０に磁極１が着磁される箇所の奥行き寸法（肉厚）を薄肉状態に設けるとともに、環状プラスチックマグネット１０の板厚寸法（上下方向の肉厚寸法）を薄くするために環状プラスチックマグネット１０の上面側に抜け止め用としての凹設部１２を設けることによって、回り止め突部１１による肉厚部分と凹設部１２による切り欠きからなる肉薄部との凹凸の段差に倣ってＳ極からＮ極に向かう湾曲した状態で磁路を確保することができ、強い磁気強度を維持することができ、磁束がほとんど通過しない部分の肉厚は薄くすることが可能となるため環状プラスチックマグネット１０の軽量化が図れる。そしてマグネットロータＲはプラスチックマグネットであることから、形状や厚みなど比較的自由に設計でき、成形も容易である。

なおロータ本体２０の射出成形時において、環状プラスチックマグネット１０の回り止め突部１１の下面側には水平方向に突設する抜け止め用としての下側フランジ部２２が一体に成形されるとともに、マグネット１０上面側には水平方向に突設する抜け止め用としての上側フランジ部２３がロータ本体２０と一体に成形されているため、回り止め突部１１によって回り止め状態にて同軸的に保持することができるとともに、下側フランジ２２と上側フランジ２３とによって環状プラスチックマグネット１０に対してロータ本体２０を抜け止め保持することが可能となる。

またロータ本体２０と環状プラスチックマグネット１０とを同軸的に保持することによって偏芯を抑制することができるため、マグネットロータＲの回転振れを未然に防ぐことができ、可動磁石式計器Ｍのギヤ２４，４０同士の噛み合いをも良好とし、計器の回転作動を安定に保つことができる。

また第１実施形態にあっては、マグネットロータＲに設けられたロータ本体２０には、マグネットロータＲの回転を外部側へと分岐して回転駆動可能とする分岐伝達ギヤ部２４を一体に形成してなることにより、分岐伝達ギヤ部２４を介して回転駆動を他の駆動伝達部Ｄへと分岐伝達することができ、マグネットロータＲの軸線から懸け離れた箇所へと回転を伝えることができる。

また図６から図８は、本発明の第２実施形態であるマグネットロータＲを可動磁石式計器に適用したものを示すものであり、第１実施形態とほぼ同様にしてマグネットロータＲは、隣り合う磁極１（４極の磁極）が互いに異極（Ｎ極，Ｓ極）となるように着磁される環状のプラスチックマグネット１０Ａと、この環状のプラスチックマグネット１０Ａの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体２０Ａとを一体的にかつ同軸的に成形することによって構成している。

またマグネットロータＲの一部を構成する環状プラスチックマグネット１０Ａには、その環状プラスチックマグネット１０Ａの中空部の内周壁に、所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め突部１１Ａが設けられている。この際、環状プラスチックマグネット１０Ａの中空部の内周壁に設けられた回り止め突部１１Ａによって環状プラスチックマグネット１０Ａの内周面が肉厚に形成され、その肉厚に形成された回り止め突部１１Ａの位置にほぼ合致するように各磁極１（Ｎ極，Ｓ極）の境界部２の位置が配置され、４極の磁極１が環状プラスチックマグネット１０Ａに着磁されるように構成されている。従って、着磁される４極の磁極１箇所は、結果として環状プラスチックマグネット１０Ａの回り止め部１１Ａが設けられていない箇所、すなわち環状プラスチックマグネット１０Ａの内周面側の肉厚寸法（奥行き寸法）が薄い箇所に相当する部分に磁極１として着磁される。

また、成形した環状のプラスチックマグネット１０Ａをたとえばインサート成形金型内にセットし、加熱溶融したプラスチック材料を注入して硬化させることにより、ロータ本体２０Ａが環状プラスチックマグネット１０Ａと一体的にインサート成形され、マグネットロータＲが構成される。

ロータ本体２０Ａには、プラスチックマグネット１０Ａに設けられた回り止め突部１１Ａの形状に倣ってプラスチック材料が充填されることによって、環状プラスチックマグネット１０Ａとの間における係止用突部２１Ａが一体に形成され、これにより、ロータ本体２０Ａの成形後の冷却によるひけなどが若干生じたとしても、マグネットロータＲの軸芯のずれが抑制され、回り止め状態にて同軸的に保持することを可能としている。

なおロータ本体２０Ａの射出成形時において、環状のプラスチックマグネット１０Ａに設けられた回り止め突部１１Ａの下面側には水平方向に突設する抜け止め用としての下側フランジ部２２Ａが一体に成形されるとともに、プラスチックマグネット１０Ａの上面側には水平方向に突設する抜け止め用としての上側フランジ部２３Ａが一体に成形される。

また、第２実施形態によるマグネットロータＲにあっては、前述した第１実施形態と同様にしてロータ本体２０Ａの上端側に、前記駆動伝達部Ｄを介して指針Ｐ側へと駆動するための分岐伝達ギヤ部２４Ａが一体に形成されるとともに、ロータ本体２０Ａの軸芯部分には支軸３０Ａを挿入するための軸孔２５Ａが形成され、その支軸３０Ａを介してマグネットロータＲであるロータ本体２０Ａと環状プラスチックマグネット１０Ａとが回転可能に設けられ、この分岐伝達ギヤ部２４Ａと噛合する従動伝達ギヤ部４０Ａの回転を指針軸５０Ａを介して前記指針Ｐ側へと伝えるように構成している。

また可動磁石式計器Ｍには、前記マグネットロータＲを支持する支軸３０Ａと、分岐伝達ギヤ部２４Ａと噛合する前記従動伝達ギヤ部４０Ａを有するとともに、先端に指針Ｐが装着され従動伝達ギヤ部４０Ａの回転に応じて指針Ｐを回転させる前記指針軸５０Ａと、各伝達ギヤ部２４Ａ，４０Ａを連結させた状態で支軸３０Ａおよび指針軸５０Ａを並設状態に軸支するとともに、マグネットロータＲ，分岐伝達ギヤ部２４Ａ，従動伝達ギヤ部４０Ａを収納するハウジング６０Ａと、ハウジング６０Ａの外側で巻かれる一対のコイルＣと、ハウジング６０Ａの所定領域を覆う椀状のシールドケース７０Ａとを備えている。

ハウジング６０Ａは、上下に分割形成された第１，第２の枠体６１Ａ，６２Ａの外周部分に各コイルＣが交差状態にて巻装されており、このように巻装された各コイルＣの各末端部は、導電性金属材からなる各端子８０Ａに導通接続され、これら端子８０Ａから外部側へと電気的に接続されるように構成されている。

上記構成からなる第２実施形態におけるマグネットロータＲにおいては、事前に成形した環状プラスチックマグネット１０Ａをインサート成形金型内にセットし、あるいは成形金型によって環状プラスチックマグネット１０Ａを成形した後に続いて、ロータ本体２０Ａの形状に合わせた空間形状を有する金型内に、加熱溶融した熱可塑性プラスチック材料を注入して硬化させることによりロータ本体２０Ａが環状プラスチックマグネット１０Ａと同軸的に一体成形される。

その際、環状プラスチックマグネット１０Ａの中空部の内周壁には、所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め突部１１Ａを突き出し形成し、この回り止め突部１１Ａの形状に倣ってプラスチック材料からなるロータ本体２０Ａを射出成形によって充填して成形することによって、環状プラスチックマグネット１０Ａとの間における係止用突部２１Ａが一体に形成されて回り止め保持される。またロータ本体２０Ａの射出成形時において、環状プラスチックマグネット１０Ａの回り止め突部１１Ａの下面側には水平方向に突設する抜け止め用としての下側フランジ部２２Ａが一体に成形されるとともに、マグネット１０Ａの回り止め突部１１Ａの上面側には水平方向に突設する抜け止め用としての上側フランジ部２３Ａがロータ本体２０Ａと一体に成形されるため、回り止め突部１１Ａによって回り止め状態にて同軸的に保持することができるとともに、下側フランジ２２Ａと上側フランジ２３Ａとによって環状プラスチックマグネット１０Ａに対してロータ本体２０Ａを抜け止め保持することが可能となる。

また成形されたマグネットロータＲの環状プラスチックマグネット１０Ａの隣り合う磁極１の境界部２の位置が回り止め突部１１Ａの位置とほぼ合致するように磁極１を着磁してなることにより、結果として、環状プラスチックマグネット１０Ａの中空部の内周壁に設けられた回り止め突部１１Ａによって環状プラスチックマグネット１０Ａの内周面が肉厚に形成され、その肉厚に形成された回り止め突部１１Ａの位置にほぼ合致するように各磁極１の境界部２の位置が配置され、これによって環状プラスチックマグネット１０Ａ内の磁路が肉厚に形成された回り止め突部１１Ａに沿って配向されるため、配向性が良くなり、環状プラスチックマグネット１０Ａの特性が向上して、より磁束量の多い正弦波着磁のマグネットロータＲが得られる。

この際、マグネットロータＲにおいて、環状プラスチックマグネット１０Ａに磁極１が着磁される箇所の奥行き寸法（肉厚）を薄肉状態に設けるとともに、回り止め突部１１Ａによる肉厚部分とによる凹凸の段差に倣ってＳ極からＮ極に向かう湾曲した状態で磁路を確保することができ、強い磁気強度を維持することができ、磁束がほとんど通過しない部分の肉厚は薄くすることが可能となるため環状プラスチックマグネット１０Ａの軽量化が図れるものであり、形状や厚みなど比較的自由に設計でき、成形も容易である。

また、このように構成したマグネットロータＲを可動磁石式計器Ｍだけでなく、たとえば前述した特許文献２などに開示されているステップモータのマグネットロータＲとして適用することが可能であり、小形軽量でしかも製作の容易なローコストのマグネットロータＲを提供することができる。

なお本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。たとえば第１実施形態および第２実施形態におけるマグネットロータの外形寸法や環状プラスチックマグネットの材質などは適宜設定すればよいものであり、マグネットの磁極数や配置などに合わせてマグネットの形状などを設定すればよいものである。

また、前述した実施形態においては、その適用例として可動磁石式計器やステッピングモータなどを例にしてマグネットロータの実装構造を説明したが、小型モータや発電機などのマグネットロータとして適用することができるものであり、また回転検出装置の回転磁気センサ部としても実施可能である。

本発明の第１実施形態であるマグネットロータを、可動磁石式計器に適用した全体平面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図３は、図２のマグネットロータが４５度回転した状態の主要部構造を示す断面図である。 図４（Ａ）（Ｂ）は、図２のマグネットロータの一部を構成する環状のプラスチックマグネットの主要部構造を示す平面図と斜視図である。 図５（Ａ）（Ｂ）は、マグネットロータの環状マグネットとロータ本体との射出成形状態を示す平面図と斜視図である。 本発明の第２実施形態であるマグネットロータを、可動磁石式計器に適用した全体概要断面図である。 図７（Ａ）（Ｂ）は、図６のマグネットロータの一部を構成する環状のプラスチックマグネットの主要部構造を示す平面図と斜視図である。 図８（Ａ）（Ｂ）は、マグネットロータの環状マグネットとロータ本体との射出成形状態を示す平面図と斜視図である。

符号の説明

Ｃ コイル
Ｄ 駆動伝達部
Ｍ 可動磁石式計器
Ｐ 指針
Ｒ マグネットロータ
１ 磁極
２ 境界部
１０，１０Ａ 環状プラスチックマグネット
１１，１１Ａ 回り止め突部
１２ 凹み部
２０，２０Ａ ロータ本体
２１，２１Ａ 係止用突部
２２，２２Ａ 下側フランジ部
２３，２３Ａ 上側フランジ部
２４，２４Ａ 分岐伝達ギヤ部
２５，２５Ａ 軸孔
３０，３０Ａ 支軸
４０，４０Ａ 従動伝達ギヤ部
５０，５０Ａ 指針軸
６０，６０Ａ ハウジング
６１，６１Ａ 第１の枠体
６２，６２Ａ 第２の枠体
６３，６４ 巻枠部
７０，７０Ａ シールドケース
８０，８０Ａ 端子

Claims (7)

1. 隣り合う磁極が互いに異極となるように着磁される環状プラスチックマグネットと、この環状プラスチックマグネットの中空部内にプラスチック材料からなるロータ本体を一体的にかつ同軸的に成形してなるマグネットロータにおいて、前記環状プラスチックマグネットの中空部の内周壁には、所定の間隔を配して略矩形状に形成された回り止め突部を突き出し形成し、この回り止め突部の形状に倣って前記プラスチック材料からなるロータ本体を射出成形によって充填して成形し、かつ隣り合う前記磁極の境界部の位置が前記回り止め突部の位置とほぼ合致するように前記磁極を着磁してなることを特徴とするマグネットロータ。
2. 前記磁極の位置に対応する前記環状プラスチックマグネットの上面側の壁面または下面側の壁面箇所に抜け止め用凹部を設け、この抜け止め用凹部に前記ロータ本体を射出成形によって充填することにより前記環状プラスチックマグネットとの抜け止め部を形成してなることを特徴とする請求項１に記載のマグネットロータ。
3. 前記環状プラスチックマグネットに設けられた回り止め突部の上面側壁面箇所と下面側壁面箇所に、前記ロータ本体の射出成形時に前記環状プラスチックマグネットとの抜け止め部を充填して形成してなることを特徴とする請求項１に記載のマグネットロータ。
4. 前記マグネットロータに設けられた前記ロータ本体には、そのロータ本体の軸芯部分に支軸を挿入するための軸孔を形成してなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマグネットロータ。
5. 前記マグネットロータに設けられた前記ロータ本体には、マグネットロータの回転を外部側へと分岐して回転駆動可能とする分岐伝達ギヤ部を一体に形成してなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマグネットロータ。
6. コイルへの通電によって作動するマグネットロータをハウジング内にて回転可能に設けた可動磁石式計器において、前記マグネットロータは請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマグネットロータであることを特徴とする可動磁石式計器。
7. ステータ内に回動自在に支持されるマグネットロータを備えたステップモータにおいて、前記マグネットロータは請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマグネットロータであることを特徴とするステップモータ。

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